Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 160 para 65 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 2 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °C. Nenhum calor é perdido para o ambiente. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.
Lista de exercícios de Trocadores de calor (LMTD) com respostas
Um trocador de calor em contracorrente tem área de troca térmica de 3 m² e coeficiente global de transferência de calor de 500 W/(m²·K). O fluido quente esfria de 85 para 65 °C e o fluido frio aquece de 25 para 75 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.
Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 290 kW. O fluido quente esfria de 170 para 95 °C e o fluido frio aquece de 20 para 50 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.
Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 380 kW. O fluido quente esfria de 115 para 40 °C e o fluido frio aquece de 25 para 55 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,85, e U = 800 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.
Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 140 para 50 °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 = 800 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.
Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 115 para 75 °C. Água (1,5 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 = 300 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.
Gabarito
- 1. Tc,out = 24,2 °C
- 2. Q̇ = 32,46 kW
- 3. A = 6,651 m²
- 4. A = 17,22 m²
- 5. A = 2,524 m²
- 6. L = 25,98 m
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