Exercícios de Método da Média Logarítmica - Lista de Exercícios Resolvida

Considere um trocador de calor em escoamento cruzado, que consiste no escoamento externo de ar (fluido misturado) sobre um conjunto de 30 tubos de diâmetros iguais a . Ar atmosférico entra no trocador a com vazão mássica igual a (considere para o ar, e ).

Água quente entra pelos tubos a temperatura de e velocidade igual a , e sai a temperatura de (considere para a água, e ). Considere que o coeficiente global de troca de calor é igual a .

Determine:

O fluxo de calor trocado entre os fluidos.

A temperatura de saída do ar.

A área do trocador de calor.

A água entra nos tubos de de diâmetro interno de um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente a com uma taxa de . Ela é aquecida pela condensação de vapor a no casco.

Se o coeficiente global de transferência de calor é de , determine o comprimento do tubo necessário a fim de aquecer a água a .

Em uma central geotérmica binária, o fluido de trabalho isobutano deve ser condensado pelo ar em um condensador a com uma taxa de . O ar entra no condensador a e deixa-o a .

A transferência de calor com base na superfície do lado do isobutano é de . Determine a vazão mássica do ar e o coeficiente global de transferência de calor.

(Adaptado) O ar deve ser preaquecido por gases em um trocador de calor de escoamento cruzado antes de entrar em um forno. O ar entra no trocador de calor a , com na taxa de , e sai a .

Gases de combustão entram a com uma taxa de e saem a . O coeficiente global de transferência de calor baseado nos tubos é de .

Considerando ambos os fluidos sem mistura, determine a taxa de transferência de calor e a área de troca térmica.

Um trocador de calor em escoamento cruzado não aletado é utilizado para resfriar óleo de a . O óleo entra pelos tubos a uma velocidade média igual a . São utilizados no trocador 5 tubos, com diâmetro igual a .

Ar é utilizado como fluido de resfriamento, entrando no trocador a e escoando a uma vazão de . Calcule:

O coeficiente global de troca de calor, desprezando a espessura da parede dos tubos, e considerando que o coeficiente de troca de calor externo vale .

A temperatura de saída do ar e a diferença média logarítmica de temperatura.

O comprimento dos tubos, utilizando o método da diferença média logaritmica.

Um trocador de calor casco e tubo com 2 passes no casco e 8 passes no tubo é utilizado para aquecer álcool etílico nos tubos de a com uma taxa de .

O aquecimento deve ser feito pela água que entra no lado do casco a e deixa-o a .

Se o coeficiente global de transferência de calor é de , determine a superfície de transferência de calor do trocador de calor.

Um trocador de calor casco e tubo com 2 passes no casco e 12 passes no tubo é utilizado para aquecer a água com etileno glicol .

A água entra no tubo a com uma taxa de e deixa-o a . O etileno glicol entra no casco a e deixa-o a .

Se o coeficiente global de transferência de calor baseado no lado do tubo é de , determine a taxa de transferência de calor e a superfície de transferência de calor no lado do tubo.

Um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente resfria etileno glicol escoando com uma taxa de de a com água que entra a e deixa-o a .

O coeficiente global de transferência de calor com base na superfície interna do tubo é de .

Determinar a taxa de transferência de calor, a vazão mássica da água e a superfície de transferência de calor na face interna do tubo.

O vapor no condensador de vapor de uma central elétrica deve ser condensado a uma temperatura de com água de refrigeração de um lago nas proximidades, que entra nos tubos do condensador a e deixa-os a .

A superfície dos tubos é de e o coeficiente global de transferência de calor é de .

Determinar a vazão mássica necessária para água de resfriamento e a taxa de condensação do vapor no condensador.

Um trocador de calor de tubo duplo de escoamento paralelo é utilizado para aquecer água fria com água quente. A água quente entra no tubo a com uma taxa de e deixa-o a .

O trocador de calor não é bem isolado e estima-se que do calor fornecido pelo fluido quente é perdido no trocador de calor.

Se o coeficiente global de transferência de calor e a superfície do trocador de calor são e , respectivamente, determinar a taxa de transferência de calor para a água fria e a diferença de temperatura média logarítmica para este trocador de calor.