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 °C55 °C130 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 150 para 55 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 130 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 150 → 55 °CTc: 15 → 130 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT95 °C55 °C60 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 95 para 55 °C enquanto o fluido frio aquece de 10 para 60 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 95 → 55 °CTc: 10 → 60 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT110 °C50 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 470 kW. O fluido quente esfria de 110 para 50 °C e o fluido frio aquece de 30 para 70 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 470 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 110 → 50 °CTc: 30 → 70 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT80 °C65 °C70 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 70 kW. O fluido quente esfria de 80 para 65 °C e o fluido frio aquece de 15 para 70 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 70 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 80 → 65 °CTc: 15 → 70 °C
A = m²
5.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 3 m² e U = 1000 W/(m²·K). Água de resfriamento (1,5 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 = 3 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
comprimentoT100 °C45 °C50,35 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 100 para 45 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °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: 100 → 45 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 28,85 K
  2. 2. ΔTlm = 39,79 K
  3. 3. A = 16,29 m²
  4. 4. A = 2,817 m²
  5. 5. Tc,out = 47,32 °C
  6. 6. A = 6,038 m²

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