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
comprimentoT110 °C40 °C60 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente tem área de troca térmica de 12 m² e coeficiente global de transferência de calor de 500 W/(m²·K). O fluido quente esfria de 110 para 40 °C e o fluido frio aquece de 10 para 60 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

A = 12 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 110 → 40 °CTc: 10 → 60 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
comprimentoT180 °C165 °C155 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 180 para 165 °C enquanto o fluido frio aquece de 10 para 155 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 180 → 165 °CTc: 10 → 155 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT130 °C75 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 440 kW. O fluido quente esfria de 130 para 75 °C e o fluido frio aquece de 25 para 35 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 300 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 440 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 130 → 75 °CTc: 25 → 35 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT85 °C60 °C50 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 460 kW. O fluido quente esfria de 85 para 60 °C e o fluido frio aquece de 10 para 50 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 460 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 85 → 60 °CTc: 10 → 50 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT110 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 110 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 2 m² e U = 3000 W/(m²·K). Água de resfriamento (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 30 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 110 °CA = 2 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
comprimentoT170 °C65 °C98,73 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 170 para 65 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Com U = 1500 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 170 → 65 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. Q̇ = 234,9 kW
  2. 2. ΔTlm = 71,25 K
  3. 3. A = 20,92 m²
  4. 4. A = 7,292 m²
  5. 5. Tc,out = 79,27 °C
  6. 6. A = 5,833 m²

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