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, 2 kg/s de etanol (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) são resfriados de 120 para 85 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

ṁ = 2 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 120 → 85 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
comprimentoT160 °C50 °C50 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 160 para 50 °C enquanto o fluido frio aquece de 10 para 50 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 160 → 50 °CTc: 10 → 50 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT120 °C100 °C20 °C80 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 490 kW. O fluido quente esfria de 120 para 100 °C e o fluido frio aquece de 20 para 80 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 800 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 490 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 120 → 100 °CTc: 20 → 80 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT90 °C35 °C55 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 80 kW. O fluido quente esfria de 90 para 35 °C e o fluido frio aquece de 20 para 55 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 300 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 80 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 90 → 35 °CTc: 20 → 55 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT160 °C125 °C?15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (0,3 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 160 para 125 °C. Água (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 15 °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 = 0,3 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 160 → 125 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 15 °CD = 50 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
comprimentoT155 °C85 °C33,96 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 155 para 85 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 3 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Com U = 200 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 85 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. Q̇ = 170,8 kW
  2. 2. ΔTlm = 69,2 K
  3. 3. A = 12,32 m²
  4. 4. A = 11,3 m²
  5. 5. L = 4,095 m
  6. 6. A = 9,707 m²

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