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
comprimentoT100 °C35 °C35 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 100 para 35 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 35 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 100 → 35 °CTc: 20 → 35 °C
ΔTlm = K
2.Fácil

Em um trocador de calor, 0,2 kg/s de óleo leve (cp = 2,1 kJ/(kg·K)) são resfriados de 65 para 45 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

ṁ = 0,2 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 65 → 45 °C
Q̇ = kW
3.Média
comprimentoT115 °C60 °C90 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 50 kW. O fluido quente esfria de 115 para 60 °C e o fluido frio aquece de 10 para 90 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 50 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 115 → 60 °CTc: 10 → 90 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT105 °C90 °C80 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 30 kW. O fluido quente esfria de 105 para 90 °C e o fluido frio aquece de 10 para 80 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 800 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 30 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 105 → 90 °CTc: 10 → 80 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT80 °C??15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente as duas correntes têm a mesma taxa de capacidade térmica, ṁ·cp = 2 kW/K. A corrente quente entra a 80 °C e a corrente fria a 15 °C. O trocador tem A = 5 m² e U = 200 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 80 °CTc,in = 15 °CA = 5 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difícil
comprimentoT85 °C50 °C47,58 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 85 para 50 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 2 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Com U = 300 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 85 → 50 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 34,1 K
  2. 2. Q̇ = 8,4 kW
  3. 3. A = 2,773 m²
  4. 4. A = 0,7931 m²
  5. 5. Th,out = 58,33 °C
  6. 6. A = 17,62 m²

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