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
comprimentoT175 °C105 °C135 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 175 para 105 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 135 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 175 → 105 °CTc: 20 → 135 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT150 °C45 °C120 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente tem área de troca térmica de 15 m² e coeficiente global de transferência de calor de 300 W/(m²·K). O fluido quente esfria de 150 para 45 °C e o fluido frio aquece de 25 para 120 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

A = 15 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 150 → 45 °CTc: 25 → 120 °C
Q̇ = kW
3.Média
comprimentoT90 °C55 °C55 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 290 kW. Sua área de troca térmica é 2 m². O fluido quente esfria de 90 para 55 °C e o fluido frio aquece de 25 para 55 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 290 kWA = 2 m²Th: 90 → 55 °CTc: 25 → 55 °C
U = W/(m²·K)
4.Média
comprimentoT135 °C115 °C20 °C80 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor de correntes paralelas transfere 400 kW. Sua área de troca térmica é 10 m². O fluido quente esfria de 135 para 115 °C e o fluido frio aquece de 20 para 80 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 400 kWA = 10 m²Th: 135 → 115 °CTc: 20 → 80 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
comprimentoT125 °C55 °C?25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (0,3 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 125 para 55 °C. Água (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 25 °C. O tubo interno tem diâmetro de 32 mm, e U = 500 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 125 → 55 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 25 °CD = 32 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
comprimentoT85 °C55 °C38,97 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 85 para 55 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Com U = 800 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 85 → 55 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 59,7 K
  2. 2. Q̇ = 111 kW
  3. 3. U = 4470 W/(m²·K)
  4. 4. U = 594,8 W/(m²·K)
  5. 5. L = 17,33 m
  6. 6. A = 1,361 m²

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