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
comprimentoT165 °C150 °C50 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 165 para 150 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 50 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 165 → 150 °CTc: 20 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT125 °C105 °C70 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 125 para 105 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 70 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 125 → 105 °CTc: 20 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT100 °C10 °C65 °CΔT₁ΔT₂vapor condensando

Em um condensador, vapor condensa a 100 °C constantes por fora dos tubos. Água de resfriamento (4 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) escoa pelos tubos e aquece de 10 para 65 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 3500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Ts = 100 °Cṁ = 4 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 65 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
4.Média
comprimentoT95 °C35 °C65 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 70 kW. Sua área de troca térmica é 4 m². O fluido quente esfria de 95 para 35 °C e o fluido frio aquece de 10 para 65 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 70 kWA = 4 m²Th: 95 → 35 °CTc: 10 → 65 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
comprimentoT155 °C110 °C26,73 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 155 para 110 °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 = 200 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 110 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT150 °C85 °C53,84 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 150 para 85 °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 = 1000 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 150 → 85 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 122,3 K
  2. 2. ΔTlm = 68,92 K
  3. 3. A = 4,512 m²
  4. 4. U = 638,1 W/(m²·K)
  5. 5. A = 2,604 m²
  6. 6. A = 4,059 m²

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