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
comprimentoT125 °C45 °C40 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 125 para 45 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 40 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 125 → 45 °CTc: 25 → 40 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT165 °C75 °C50 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 165 para 75 °C enquanto o fluido frio aquece de 10 para 50 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 165 → 75 °CTc: 10 → 50 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT145 °C65 °C30 °C55 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 280 kW. O fluido quente esfria de 145 para 65 °C e o fluido frio aquece de 30 para 55 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 280 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 145 → 65 °CTc: 30 → 55 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT115 °C100 °C95 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 270 kW. O fluido quente esfria de 115 para 100 °C e o fluido frio aquece de 10 para 95 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 270 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 115 → 100 °CTc: 10 → 95 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT160 °C85 °C57,51 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 160 para 85 °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 = 1500 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 160 → 85 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT110 °C80 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de tubo duplo de correntes paralelas, óleo quente (0,8 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 110 para 80 °C. Água (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 10 °C. O tubo interno tem diâmetro de 50 mm, e U = 300 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 110 → 80 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 10 °CD = 50 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 44,92 K
  2. 2. ΔTlm = 87,64 K
  3. 3. A = 6,513 m²
  4. 4. A = 5,801 m²
  5. 5. A = 1,507 m²
  6. 6. L = 13,88 m

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