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
comprimentoT90 °C75 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente tem área de troca térmica de 2 m² e coeficiente global de transferência de calor de 500 W/(m²·K). O fluido quente esfria de 90 para 75 °C e o fluido frio aquece de 25 para 35 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

A = 2 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 90 → 75 °CTc: 25 → 35 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
comprimentoT170 °C90 °C80 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 170 para 90 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 80 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 170 → 90 °CTc: 15 → 80 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT180 °C150 °C25 °C85 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 400 kW. O fluido quente esfria de 180 para 150 °C e o fluido frio aquece de 25 para 85 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 800 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 400 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 180 → 150 °CTc: 25 → 85 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT115 °C70 °C105 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 300 kW. O fluido quente esfria de 115 para 70 °C e o fluido frio aquece de 30 para 105 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 300 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 115 → 70 °CTc: 30 → 105 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT175 °C95 °C51,9 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 175 para 95 °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 = 800 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 175 → 95 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT80 °C50 °C26,96 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 80 para 50 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 3 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Com U = 800 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 80 → 50 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. Q̇ = 52,46 kW
  2. 2. ΔTlm = 82,27 K
  3. 3. A = 4,828 m²
  4. 4. A = 9,242 m²
  5. 5. A = 5,151 m²
  6. 6. A = 4,321 m²

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