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
comprimentoT145 °C75 °C?15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 145 para 75 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 3 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Nenhum calor é perdido para o ambiente. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 145 → 75 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
2.Fácil
comprimentoT180 °C55 °C150 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 180 para 55 °C enquanto o fluido frio aquece de 10 para 150 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 180 → 55 °CTc: 10 → 150 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT155 °C85 °C90 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 270 kW. O fluido quente esfria de 155 para 85 °C e o fluido frio aquece de 25 para 90 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 200 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 270 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 155 → 85 °CTc: 25 → 90 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT105 °C45 °C40 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 470 kW. O fluido quente esfria de 105 para 45 °C e o fluido frio aquece de 25 para 40 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 470 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 105 → 45 °CTc: 25 → 40 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT130 °C50 °C31,96 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 130 para 50 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 2 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 = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 50 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT140 °C??15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente as duas correntes têm a mesma taxa de capacidade térmica, ṁ·cp = 0,5 kW/K. A corrente quente entra a 140 °C e a corrente fria a 15 °C. O trocador tem A = 2 m² e U = 500 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 140 °CTc,in = 15 °CA = 2 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

Gabarito

  1. 1. Tc,out = 21,98 °C
  2. 2. ΔTlm = 36,99 K
  3. 3. A = 21,61 m²
  4. 4. A = 24,62 m²
  5. 5. A = 1,16 m²
  6. 6. Th,out = 56,67 °C

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