Exercícios

Exercícios Variação de temperatura média logarítmica
1. Um trocador de calor duplo-tubo deve aquecer água de 20 a 80ºC e a uma taxa de
1,2 kg/s, com uma corrente de água geotérmica a 160ºC e vazão mássica de 2 kg/s.
- Determine a taxa de calor trocado e a temperatura de saída da água geotérmica.
- Se o tubo interno é de parede fina e tem um diâmetro de 1,5 cm e o coeficiente global
de transferência de calor é 640 W/m²K, qual o comprimento do trocador de calor se ele
tiver arranjo paralelo ou contracorrente?
2.Um trocador de calor casco e tubos é usado para aquecer 10.000 kg/h de água de 35 a
120ºC com 5000 kg/h de água entrando no trocador a 300ºC. Ambas as correntes de
água estão pressurizadas. O coeficiente global de transferência de calor é de 1500
W/m²K.
Qual o possível arranjo de correntes neste trocador?
Qual a área de troca térmica necessária?
3.Um trocador de calor tubo aletado, de fluxo cruzado usa gás de exaustão de uma
turbina para aquecer água pressurizada. Para uma área de superfície de 10 m² determine
o coeficiente global de transferência de calor como uma função das condições
operacionais. Considere que a taxa de massa do gás é de 2 kg/s, e a temperatura de
entrada do gás no trocador é de 325ºC. A taxa de massa de água é de 0,5 kg/s, a
temperatura de entrada é 25ºC e a saída de 150ºC.
Usar as propriedades do ar para o gás.
4.Vapor d´água saturado a 0,14 bar é condensado em um trocador de calor casco e tubos
1:2 com 130 tubos de latão e cada tubo com um comprimento por passe de 2m. Os
tubos têm diâmetros interno e externo de 13,4 e 15,9 mm, respectivamente. Água de
resfriamento entra a 20ºC, 1,25 m/s e sai a 41ºC. O coeficiente de transferência de calor
associado à condensação é de 13500 W/m²K.
a) Determine o coeficiente global de transferência de calor, a taxa de condensação do
vapor e a variação de temperatura média logarítmica
b) Com todas as outras condições mantidas constantes, mas considerando mudanças no
coeficiente global, plote a temperatura de saída da água de resfriamento e a taxa de
condensação do vapor como uma função da taxa de massa de água de 10 a 30 kg/s
(fazer no EES).
Lista 2 - Tml
1. q=351,2 kW e Tsq=60,96 ºC, arranjo em paralelo não é possível porque há
cruzamento de temperaturas e contracorrente Tml=49,88 ºC e L=0,23m
2.q=989,8 kW, Tsq=145,9 ºC, Tml=138,7 ºC e A=4,757 m²
3. q=262,6 kW, Tsq=198,3 ºC, Tml_cc=174,2 ºC, F= 0,898, Tml=156,4 ºC ,
U=167,9 W/m²K
4. Ulimpo = 3420 W/m²K, Tml_cc=20,28ºC, F=1, Tml=Tml_cc, q=15,42 kW e
mv=0,00649 kg/s