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
comprimentoT150 °C30 °C65 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 150 para 30 °C enquanto o fluido frio aquece de 10 para 65 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 150 → 30 °CTc: 10 → 65 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT170 °C75 °C125 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente tem área de troca térmica de 12 m² e coeficiente global de transferência de calor de 1000 W/(m²·K). O fluido quente esfria de 170 para 75 °C e o fluido frio aquece de 15 para 125 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

A = 12 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 170 → 75 °CTc: 15 → 125 °C
Q̇ = kW
3.Média
comprimentoT150 °C115 °C10 °C20 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 110 kW. O fluido quente esfria de 150 para 115 °C e o fluido frio aquece de 10 para 20 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 110 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 150 → 115 °CTc: 10 → 20 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT135 °C65 °C40 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 590 kW. O fluido quente esfria de 135 para 65 °C e o fluido frio aquece de 10 para 40 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,88, e U = 200 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 590 kWF = 0,88U = 200 W/(m²·K)Th: 135 → 65 °CTc: 10 → 40 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT100 °C80 °C52,01 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 100 para 80 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1 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 = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 100 → 80 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT125 °C??20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente as duas correntes têm a mesma taxa de capacidade térmica, ṁ·cp = 1 kW/K. A corrente quente entra a 125 °C e a corrente fria a 20 °C. O trocador tem A = 4 m² e U = 500 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 125 °CTc,in = 20 °CA = 4 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 44,92 K
  2. 2. Q̇ = 625,7 kW
  3. 3. A = 0,9479 m²
  4. 4. A = 45,8 m²
  5. 5. A = 6,26 m²
  6. 6. Th,out = 55 °C

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