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
comprimentoT80 °C60 °C10 °C40 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 80 para 60 °C enquanto o fluido frio aquece de 10 para 40 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 80 → 60 °CTc: 10 → 40 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT100 °C75 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 100 para 75 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 45 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 100 → 75 °CTc: 25 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT170 °C40 °C95 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 330 kW. Sua área de troca térmica é 4 m². O fluido quente esfria de 170 para 40 °C e o fluido frio aquece de 15 para 95 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 330 kWA = 4 m²Th: 170 → 40 °CTc: 15 → 95 °C
U = W/(m²·K)
4.Média
comprimentoT110 °C55 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 320 kW. O fluido quente esfria de 110 para 55 °C e o fluido frio aquece de 15 para 45 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 320 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 110 → 55 °CTc: 15 → 45 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT85 °C60 °C27,56 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 85 para 60 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 0,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Com U = 200 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 85 → 60 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT145 °C75 °C?10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (0,8 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 145 para 75 °C. Água (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 10 °C. O tubo interno tem diâmetro de 50 mm, e U = 500 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 145 → 75 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 50 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 39,91 K
  2. 2. ΔTlm = 49,11 K
  3. 3. U = 1813 W/(m²·K)
  4. 4. A = 6,215 m²
  5. 5. A = 2,575 m²
  6. 6. L = 26,81 m

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