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 °C110 °C10 °C20 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 135 para 110 °C enquanto o fluido frio aquece de 10 para 20 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 135 → 110 °CTc: 10 → 20 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT100 °C80 °C20 °C30 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 100 para 80 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 30 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 100 → 80 °CTc: 20 → 30 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT140 °C35 °C85 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 150 kW. O fluido quente esfria de 140 para 35 °C e o fluido frio aquece de 15 para 85 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 800 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 150 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 140 → 35 °CTc: 15 → 85 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT100 °C60 °C20 °C55 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor de correntes paralelas transfere 380 kW. Sua área de troca térmica é 12 m². O fluido quente esfria de 100 para 60 °C e o fluido frio aquece de 20 para 55 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 380 kWA = 12 m²Th: 100 → 60 °CTc: 20 → 55 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
comprimentoT125 °C55 °C58,52 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 125 para 55 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 2 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Com U = 500 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 125 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT100 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 100 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 6 m² e U = 2000 W/(m²·K). Água de resfriamento (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 15 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 100 °CA = 6 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 106,5 K
  2. 2. ΔTlm = 63,83 K
  3. 3. A = 5,419 m²
  4. 4. U = 1171 W/(m²·K)
  5. 5. A = 13,12 m²
  6. 6. Tc,out = 95,18 °C

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