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
comprimentoT150 °C125 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 150 para 125 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 30 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 150 → 125 °CTc: 20 → 30 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT95 °C55 °C55 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 95 para 55 °C enquanto o fluido frio aquece de 30 para 55 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 95 → 55 °CTc: 30 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT110 °C85 °C30 °C75 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 180 kW. O fluido quente esfria de 110 para 85 °C e o fluido frio aquece de 30 para 75 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 300 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 180 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 110 → 85 °CTc: 30 → 75 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT150 °C45 °C60 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 330 kW. O fluido quente esfria de 150 para 45 °C e o fluido frio aquece de 20 para 60 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 300 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 330 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 150 → 45 °CTc: 20 → 60 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT110 °C70 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de tubo duplo de correntes paralelas, óleo quente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 110 para 70 °C. Água (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 15 °C. O tubo interno tem diâmetro de 40 mm, e U = 200 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 70 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 15 °CD = 40 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
comprimentoT120 °C55 °C36,33 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 120 para 55 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Com U = 300 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 55 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 112,3 K
  2. 2. ΔTlm = 31,91 K
  3. 3. A = 17,82 m²
  4. 4. A = 21,68 m²
  5. 5. L = 62,44 m
  6. 6. A = 4,074 m²

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