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
comprimentoT165 °C125 °C150 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 165 para 125 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 150 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 165 → 125 °CTc: 20 → 150 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT125 °C75 °C?30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 125 para 75 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °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: 125 → 75 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
3.Média
comprimentoT100 °C80 °C15 °C60 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 360 kW. O fluido quente esfria de 100 para 80 °C e o fluido frio aquece de 15 para 60 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 200 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 360 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 100 → 80 °CTc: 15 → 60 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT90 °C60 °C20 °C45 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor de correntes paralelas transfere 170 kW. Sua área de troca térmica é 8 m². O fluido quente esfria de 90 para 60 °C e o fluido frio aquece de 20 para 45 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 170 kWA = 8 m²Th: 90 → 60 °CTc: 20 → 45 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
comprimentoT175 °C145 °C41,3 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 175 para 145 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 2 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Com U = 200 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 175 → 145 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT105 °C35 °C41,38 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 105 para 35 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 2 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Com U = 800 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 105 → 35 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 46,25 K
  2. 2. Tc,out = 39,97 °C
  3. 3. A = 40,07 m²
  4. 4. U = 595,2 W/(m²·K)
  5. 5. A = 3,807 m²
  6. 6. A = 7,312 m²

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