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 °C120 °C?10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 160 para 120 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °C. Nenhum calor é perdido para o ambiente. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 160 → 120 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
2.Fácil

Em um trocador de calor, 2 kg/s de mistura de glicol (cp = 3,6 kJ/(kg·K)) são aquecidos de 25 para 65 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

ṁ = 2 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 25 → 65 °C
Q̇ = kW
3.Média
comprimentoT170 °C155 °C130 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 430 kW. O fluido quente esfria de 170 para 155 °C e o fluido frio aquece de 15 para 130 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 800 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 430 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 170 → 155 °CTc: 15 → 130 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT95 °C65 °C40 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 440 kW. O fluido quente esfria de 95 para 65 °C e o fluido frio aquece de 30 para 40 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 440 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 95 → 65 °CTc: 30 → 40 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT110 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 110 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 3 m² e U = 2500 W/(m²·K). Água de resfriamento (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 20 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 110 °CA = 3 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
comprimentoT120 °C85 °C38,79 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 120 para 85 °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 = 300 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 85 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. Tc,out = 54,02 °C
  2. 2. Q̇ = 288 kW
  3. 3. A = 6,734 m²
  4. 4. A = 19,89 m²
  5. 5. Tc,out = 82,79 °C
  6. 6. A = 3,643 m²

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