Lista de exercícios de Trocadores de calor (LMTD) com respostas

Lista de exercícios de Trocadores de calor (LMTD) grátis para imprimir: 6 exercícios do nível fácil ao nível de prova, com gabarito. Imprima ou salve como PDF.

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Nome: ____________________   Data: ____________

1.Fácil
comprimentoT90 °C45 °C40 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 90 para 45 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 40 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 90 → 45 °CTc: 15 → 40 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT110 °C40 °C45 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente tem área de troca térmica de 0,5 m² e coeficiente global de transferência de calor de 1500 W/(m²·K). O fluido quente esfria de 110 para 40 °C e o fluido frio aquece de 20 para 45 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

A = 0,5 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 110 → 40 °CTc: 20 → 45 °C
Q̇ = kW
3.Média
comprimentoT145 °C60 °C135 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 500 kW. Sua área de troca térmica é 15 m². O fluido quente esfria de 145 para 60 °C e o fluido frio aquece de 20 para 135 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 500 kWA = 15 m²Th: 145 → 60 °CTc: 20 → 135 °C
U = W/(m²·K)
4.Média
comprimentoT95 °C75 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 410 kW. O fluido quente esfria de 95 para 75 °C e o fluido frio aquece de 25 para 45 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 200 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 410 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 95 → 75 °CTc: 25 → 45 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT145 °C115 °C39,76 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 145 para 115 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Com U = 500 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 115 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT105 °C80 °C17,09 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 105 para 80 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 3 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Com U = 200 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 105 → 80 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 39,15 K
  2. 2. Q̇ = 28,63 kW
  3. 3. U = 1540 W/(m²·K)
  4. 4. A = 43,42 m²
  5. 5. A = 2,018 m²
  6. 6. A = 1,73 m²

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