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
comprimentoT175 °C70 °C?25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 175 para 70 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Nenhum calor é perdido para o ambiente. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 175 → 70 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
2.Fácil

Em um trocador de calor, 2,5 kg/s de mistura de glicol (cp = 3,6 kJ/(kg·K)) são resfriados de 65 para 35 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

ṁ = 2,5 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 65 → 35 °C
Q̇ = kW
3.Média
comprimentoT165 °C105 °C15 °C80 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 280 kW. O fluido quente esfria de 165 para 105 °C e o fluido frio aquece de 15 para 80 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 300 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 280 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 165 → 105 °CTc: 15 → 80 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT90 °C50 °C30 °C40 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 150 kW. O fluido quente esfria de 90 para 50 °C e o fluido frio aquece de 30 para 40 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 150 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 90 → 50 °CTc: 30 → 40 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT90 °C55 °C28,79 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 90 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 = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 90 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT130 °C105 °C32,49 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 130 para 105 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 3 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Com U = 500 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 105 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. Tc,out = 77,75 °C
  2. 2. Q̇ = 270 kW
  3. 3. A = 13,38 m²
  4. 4. A = 5,375 m²
  5. 5. A = 3,135 m²
  6. 6. A = 0,7288 m²

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