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
comprimentoT95 °C80 °C60 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 95 para 80 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 60 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 95 → 80 °CTc: 20 → 60 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT90 °C55 °C75 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 90 para 55 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 75 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 90 → 55 °CTc: 25 → 75 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT90 °C30 °C15 °C25 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 280 kW. O fluido quente esfria de 90 para 30 °C e o fluido frio aquece de 15 para 25 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 280 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 90 → 30 °CTc: 15 → 25 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT105 °C25 °C65 °CΔT₁ΔT₂vapor condensando

Em um condensador, vapor condensa a 105 °C constantes por fora dos tubos. Água de resfriamento (4 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) escoa pelos tubos e aquece de 25 para 65 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 3500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Ts = 105 °Cṁ = 4 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 65 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
5.Difícil
comprimentoT155 °C50 °C?10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (0,2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 155 para 50 °C. Água (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 10 °C. O tubo interno tem diâmetro de 40 mm, e U = 200 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 155 → 50 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 10 °CD = 40 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
comprimentoT155 °C105 °C52,51 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 155 para 105 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 2 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Com U = 800 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 155 → 105 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 46,38 K
  2. 2. ΔTlm = 21,64 K
  3. 3. A = 21,66 m²
  4. 4. A = 3,311 m²
  5. 5. L = 22,52 m
  6. 6. A = 3,167 m²

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