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
comprimentoT160 °C50 °C?15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 160 para 50 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 2 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 = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 160 → 50 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
2.Fácil
comprimentoT90 °C45 °C55 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 90 para 45 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 55 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 90 → 45 °CTc: 25 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT105 °C70 °C85 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 60 kW. Sua área de troca térmica é 25 m². O fluido quente esfria de 105 para 70 °C e o fluido frio aquece de 20 para 85 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 60 kWA = 25 m²Th: 105 → 70 °CTc: 20 → 85 °C
U = W/(m²·K)
4.Média
comprimentoT100 °C70 °C80 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 350 kW. Sua área de troca térmica é 3 m². O fluido quente esfria de 100 para 70 °C e o fluido frio aquece de 20 para 80 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 350 kWA = 3 m²Th: 100 → 70 °CTc: 20 → 80 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
comprimentoT145 °C85 °C60,89 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 145 para 85 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Com U = 300 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 145 → 85 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT160 °C100 °C96,03 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 160 para 100 °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 = 300 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 160 → 100 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. Tc,out = 64,34 °C
  2. 2. ΔTlm = 26,8 K
  3. 3. U = 73,3 W/(m²·K)
  4. 4. U = 3563 W/(m²·K)
  5. 5. A = 10,51 m²
  6. 6. A = 13,74 m²

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