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

Em um trocador de calor, 1,2 kg/s de óleo leve (cp = 2,1 kJ/(kg·K)) são aquecidos de 20 para 85 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

ṁ = 1,2 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 20 → 85 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
comprimentoT180 °C135 °C75 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 180 para 135 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 75 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 180 → 135 °CTc: 20 → 75 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT155 °C70 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 470 kW. O fluido quente esfria de 155 para 70 °C e o fluido frio aquece de 25 para 70 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 470 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 155 → 70 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT130 °C75 °C20 °C35 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 320 kW. O fluido quente esfria de 130 para 75 °C e o fluido frio aquece de 20 para 35 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 320 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 130 → 75 °CTc: 20 → 35 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT165 °C135 °C27,38 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 165 para 135 °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 = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 165 → 135 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT120 °C90 °C46,51 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 120 para 90 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Com U = 300 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 120 → 90 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. Q̇ = 163,8 kW
  2. 2. ΔTlm = 109,9 K
  3. 3. A = 4,982 m²
  4. 4. A = 4,624 m²
  5. 5. A = 2,683 m²
  6. 6. A = 3,458 m²

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