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
comprimentoT130 °C55 °C105 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 130 para 55 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 105 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 130 → 55 °CTc: 25 → 105 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT125 °C50 °C40 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 125 para 50 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 40 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 125 → 50 °CTc: 15 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT90 °C35 °C40 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 770 kW. O fluido quente esfria de 90 para 35 °C e o fluido frio aquece de 15 para 40 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,92, e U = 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 770 kWF = 0,92U = 1000 W/(m²·K)Th: 90 → 35 °CTc: 15 → 40 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT105 °C15 °C35 °CΔT₁ΔT₂vapor condensando

Em um condensador, vapor condensa a 105 °C constantes por fora dos tubos. Água de resfriamento (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) escoa pelos tubos e aquece de 15 para 35 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 2000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Ts = 105 °Cṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 35 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
5.Difícil
comprimentoT120 °C45 °C56,27 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 120 para 45 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 2 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Com U = 1000 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 120 → 45 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT150 °C120 °C?25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (0,3 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 150 para 120 °C. Água (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 25 °C. O tubo interno tem diâmetro de 40 mm, e U = 400 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 150 → 120 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 25 °CD = 40 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 27,42 K
  2. 2. ΔTlm = 56,35 K
  3. 3. A = 25,56 m²
  4. 4. A = 0,7879 m²
  5. 5. A = 7,706 m²
  6. 6. L = 4,436 m

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