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
comprimentoT135 °C115 °C45 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 135 para 115 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 45 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 135 → 115 °CTc: 20 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT85 °C40 °C25 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 85 para 40 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 25 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 85 → 40 °CTc: 15 → 25 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT130 °C15 °C100 °CΔT₁ΔT₂vapor condensando

Em um condensador, vapor condensa a 130 °C constantes por fora dos tubos. Água de resfriamento (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) escoa pelos tubos e aquece de 15 para 100 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Ts = 130 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 100 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
4.Média
comprimentoT180 °C90 °C130 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 380 kW. O fluido quente esfria de 180 para 90 °C e o fluido frio aquece de 25 para 130 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 200 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 380 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 180 → 90 °CTc: 25 → 130 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT110 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 110 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 1 m² e U = 1000 W/(m²·K). Água de resfriamento (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 10 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 110 °CA = 1 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
comprimentoT110 °C60 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de tubo duplo de correntes paralelas, óleo quente (0,3 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 110 para 60 °C. Água (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 10 °C. O tubo interno tem diâmetro de 40 mm, e U = 250 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: 110 → 60 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 10 °CD = 40 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 92,48 K
  2. 2. ΔTlm = 39,98 K
  3. 3. A = 2,808 m²
  4. 4. A = 33,23 m²
  5. 5. Tc,out = 48,03 °C
  6. 6. L = 14,93 m

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