1) Uma corrente de gua quente a 90C a 2,0kg/s ser resfriada at 60C por uma corrente de gua fria a uma vazo de 4,0kg/s entrando a 40C em um trocador bi tubular. O coeficiente global de transferncia de calor U=1000Wm-2K-1. Qual a temperatura de sada da gua fria? Qual a configurao mais adequada: a paralela ou a contra corrente? Demonstre calculando as reas de troca trmica nos dois casos.

Dados: Calor especfico da gua Cp=4,18kJ.kg-1.K-1 (R.: Tc,o=55C, Acc=9,36m2, Apar.= 12,84m2; contra corr. mais eficiente)

2) Um trocador de tubos concntricos contra corrente usado para resfriar um leo lubrificante de uma grande caldeira a gs. A vazo da gua fria que escoa no tubo interno (Di=25mm) 0,2kg/s, enquanto que a vazo de leo na seo anular (Do=45mm) 0,1kg/s. leo e gua entram temperatura de 100C e 30C respectivamente. Qual deve ser o comprimento do tubo se a temperatura de sada do leo deve ser 60C?

Dados: Cp(H2O)=4178J. kg-1.K-1 ;

Cp(leo)=2131J. kg-1.K-1 ; U=37,8Wm-2K-1 (R.: 66,5m)

3) gua fria a 20C e 5000kg/h deve ser aquecida at 60C usando gua quente fornecida a 80C e 15.000kg/h. Voc selecionou de um catlogo de fabricante um trocador bi tubular para operar em contra corrente. Determine a temperatura de sada da gua quente. Dados: Cp(H2O)=4180J.kg-1.K-1 (R.: 66,67C)

4) Amnia (Cp=4980J.kg-1K-1) entra a 50C a uma vazo de 0,1kg/s em um trocador bi tubular contra corrente e sai a 30C. Do outro lado, gua (Cp=4178J.kg-1K-1) a 20C entra no trocador a 0,4kg/s. Assumindo U=1100Wm-2K-1, a) Qual a temperatura de sada da gua e qual a rea de troca trmica? (Tc,o=25,96C ; A=0,57m2) b) Se o tubo interno e o tubo externo do trocador possuem dimetros iguais a 30mm e 50mm respectivamente, qual dever ser o comprimento do trocador? (R.: 6,05m) c) Se o trocador fosse de configurao em paralelo, qual teria que ser seu comprimento? (R.: 7,42m)

5) Vapor de gua a 1,5kg/s saturado a 0,51bar (Tsat=355K) deixa uma turbina e entra em um condensador para ser convertido a lquido saturado. O condensador um trocador bi tubular contra corrente com gua entrando a 15kg/s a 280K. O coeficiente global de transferncia de calor pode ser assumido como U=5000Wm-2K-1. Determine a temperatura de sada da gua de resfriamento e a rea de troca trmica do trocador.

Dado: Cp(H2O)=4178J.kg-1.K-1 ; Hvap(H2O)=2304 kJ/kg (R.:Tc,o=335,15K ; A=16,66m2)

6) Uma corrente de gua a 3,5kg/s ser evaporada (Tsat=400K) passando por um trocador bi tubular em contra corrente com 45kg/s de vapor superaquecido a 1,79bar entrando a 450K (este vapor no muda de estado fsico, mas muda de temperatura). O coeficiente global de transferncia de calor pode ser assumido como U=5000Wm-2K-1. Determine a temperatura de sada do vapor superaquecido e a rea de troca trmica. Dados: Cp(H2O)=4178J.kg-1.K-1; Hvap(H2O)=2304 kJ/kg (R.: Th,o=407,11K ; A=73,38m2)

7) Um trocador de calor de escoamento cruzado, usado em um procedimento de by-pass cardiopulmonar, resfria sangue escoando a uma vazo de 5 litros/min da temperatura corporal de 37C at 25C para induzir o paciente hipotermia do corpo, que reduz o metabolismo. O fluido de refrigerao gua gelada a 0C e sua vazo ajustada para que saia do trocador a 15C. O trocador opera com os fludos no misturados e o coeficiente global de transferncia de calor igual a 750 W/m.C. A densidade do sangue 1050 kg/m e o calor especfico de 3740 J/kg.C. Determine: a) A taxa de transferncia de calor no trocador b) A vazo de gua gelada c) A rea da superfcie do trocador de calor 8) Um trocador casco e tubos tm 135 tubos com paredes delgadas em uma configurao com dois passes, cada um com 12,5mm de dimetro e uma rea superficial total de 47,5m. gua passa por dentro dos tubos e entra no trocador a 15C e vazo mssica de 6,5kg/s e aquecida por gases de exausto que esto a 200C e 5kg/s. Considere o gs como sendo de propriedades iguais as do ar e que o sistema possui coeficiente global de transferncia de calor igual a 200W/m.C. Determine as temperaturas de sada da gua e do gs.

9) Vapor de gua de processo, saturado a 1 atm condensado em um trocador de calor casco e tubos. gua de resfriamento entra nos tubos a 15C com uma velocidade mdia de 3,5m/s. Os tubos tm paredes delgadas e so feitos de cobre com dimetro de 14 mm e comprimento de 1m. O coeficiente de transferncia de calor por conveco na condensao de 21800 W/m. C. Determine o nmero de tubos necessrios para condensar 2,3 kg/s de vapor. Kcobre = 398 W/m.K