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
comprimentoT155 °C140 °C25 °C65 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 155 para 140 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 65 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 155 → 140 °CTc: 25 → 65 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT105 °C90 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 105 para 90 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 30 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 105 → 90 °CTc: 20 → 30 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT160 °C50 °C115 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 190 kW. O fluido quente esfria de 160 para 50 °C e o fluido frio aquece de 20 para 115 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,92, e U = 300 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 190 kWF = 0,92U = 300 W/(m²·K)Th: 160 → 50 °CTc: 20 → 115 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT135 °C65 °C65 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 560 kW. O fluido quente esfria de 135 para 65 °C e o fluido frio aquece de 25 para 65 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,88, e U = 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 560 kWF = 0,88U = 1000 W/(m²·K)Th: 135 → 65 °CTc: 25 → 65 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT100 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 100 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 3 m² e U = 2000 W/(m²·K). Água de resfriamento (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 30 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 100 °CA = 3 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
comprimentoT175 °C??25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente as duas correntes têm a mesma taxa de capacidade térmica, ṁ·cp = 3 kW/K. A corrente quente entra a 175 °C e a corrente fria a 25 °C. O trocador tem A = 1,5 m² e U = 800 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 175 °CTc,in = 25 °CA = 1,5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 99,99 K
  2. 2. ΔTlm = 72,47 K
  3. 3. A = 18,61 m²
  4. 4. A = 11,87 m²
  5. 5. Tc,out = 83,34 °C
  6. 6. Th,out = 132,1 °C

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