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
comprimentoT165 °C60 °C110 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 165 para 60 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 110 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 165 → 60 °CTc: 25 → 110 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT125 °C90 °C65 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 125 para 90 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 65 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 125 → 90 °CTc: 20 → 65 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT145 °C125 °C115 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 300 kW. Sua área de troca térmica é 2,5 m². O fluido quente esfria de 145 para 125 °C e o fluido frio aquece de 25 para 115 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 300 kWA = 2,5 m²Th: 145 → 125 °CTc: 25 → 115 °C
U = W/(m²·K)
4.Média
comprimentoT180 °C75 °C120 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 130 kW. O fluido quente esfria de 180 para 75 °C e o fluido frio aquece de 10 para 120 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,88, e U = 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 130 kWF = 0,88U = 500 W/(m²·K)Th: 180 → 75 °CTc: 10 → 120 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT170 °C55 °C121,7 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 170 para 55 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Com U = 500 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 170 → 55 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT145 °C60 °C27,71 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 145 para 60 °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 = 300 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 145 → 60 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 44,25 K
  2. 2. ΔTlm = 64,87 K
  3. 3. U = 2064 W/(m²·K)
  4. 4. A = 4,73 m²
  5. 5. A = 32,51 m²
  6. 6. A = 4,693 m²

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