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
comprimentoT130 °C85 °C100 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 130 para 85 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 100 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 130 → 85 °CTc: 25 → 100 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT110 °C60 °C20 °C40 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 110 para 60 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 40 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 110 → 60 °CTc: 20 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT105 °C90 °C30 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 670 kW. O fluido quente esfria de 105 para 90 °C e o fluido frio aquece de 10 para 30 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,8, e U = 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 670 kWF = 0,8U = 500 W/(m²·K)Th: 105 → 90 °CTc: 10 → 30 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT160 °C125 °C115 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 20 kW. O fluido quente esfria de 160 para 125 °C e o fluido frio aquece de 10 para 115 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 20 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 160 → 125 °CTc: 10 → 115 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT175 °C140 °C51,4 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 175 para 140 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Com U = 1500 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 175 → 140 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT140 °C85 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de tubo duplo de correntes paralelas, óleo quente (0,2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 140 para 85 °C. Água (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 15 °C. O tubo interno tem diâmetro de 25 mm, e U = 400 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 85 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 15 °CD = 25 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 43,28 K
  2. 2. ΔTlm = 46,54 K
  3. 3. A = 21,62 m²
  4. 4. A = 0,5362 m²
  5. 5. A = 0,7184 m²
  6. 6. L = 9,758 m

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