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
comprimentoT105 °C80 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente tem área de troca térmica de 1 m² e coeficiente global de transferência de calor de 1000 W/(m²·K). O fluido quente esfria de 105 para 80 °C e o fluido frio aquece de 30 para 70 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

A = 1 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 105 → 80 °CTc: 30 → 70 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
comprimentoT175 °C105 °C130 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 175 para 105 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 130 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 175 → 105 °CTc: 25 → 130 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT145 °C65 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 40 kW. O fluido quente esfria de 145 para 65 °C e o fluido frio aquece de 15 para 35 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 300 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 40 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 145 → 65 °CTc: 15 → 35 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT140 °C30 °C65 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 250 kW. O fluido quente esfria de 140 para 30 °C e o fluido frio aquece de 10 para 65 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 300 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 250 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 140 → 30 °CTc: 10 → 65 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT130 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 130 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 2,5 m² e U = 2000 W/(m²·K). Água de resfriamento (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 15 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 130 °CA = 2,5 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
comprimentoT165 °C30 °C28,57 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 165 para 30 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 2 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °C. Com U = 1000 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 165 → 30 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. Q̇ = 42,06 kW
  2. 2. ΔTlm = 60,83 K
  3. 3. A = 1,752 m²
  4. 4. A = 20,03 m²
  5. 5. Tc,out = 66,77 °C
  6. 6. A = 2,56 m²

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