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
comprimentoT120 °C65 °C65 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 120 para 65 °C enquanto o fluido frio aquece de 30 para 65 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 120 → 65 °CTc: 30 → 65 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT120 °C70 °C40 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 120 para 70 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 40 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 120 → 70 °CTc: 25 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT100 °C25 °C60 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 80 kW. O fluido quente esfria de 100 para 25 °C e o fluido frio aquece de 10 para 60 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,95, e U = 800 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 80 kWF = 0,95U = 800 W/(m²·K)Th: 100 → 25 °CTc: 10 → 60 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT135 °C100 °C85 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 420 kW. O fluido quente esfria de 135 para 100 °C e o fluido frio aquece de 15 para 85 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 420 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 135 → 100 °CTc: 15 → 85 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT155 °C90 °C47,88 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 155 para 90 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 3 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Com U = 200 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 155 → 90 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT100 °C40 °C86,03 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 100 para 40 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 0,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Com U = 800 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 100 → 40 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 44,25 K
  2. 2. ΔTlm = 60,83 K
  3. 3. A = 4,13 m²
  4. 4. A = 12,74 m²
  5. 5. A = 13,79 m²
  6. 6. A = 10,26 m²

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