Água está disponível para ser usada a
e fluxo de massa igual a
. Sua temperatura deve chegar a
trocando calor com óleo (
), que entra no trocador a
e sai a
. O coeficiente global de troca de calor por convecção vale
. Determine:
A área de troca para um trocador de carcaça (2 passe) e tubos (4 passes)
Passo 1
O enunciado descreve um trocador de calor carcaça e tubos (2 passes na carcaça e 4 passes nos tubos) em que a água entra a
com vazão mássica de
e sai a
, trocando calor com um óleo de
que entra a
e sai a
. O coeficiente global de troca é
. Vamos precisar de balanço de energia para achar a carga térmica
, cálculo do logaritmo permite mean temperature difference (LMTD), fator de correção
para configuração 2–4 passes e equação
para achar a área
.
Passo 2
Convertendo a vazão mássica da água para unidade SI e calculando a carga térmica
. A água tem
.
Passo 3
Verificação pela corrente quente (óleo):
(Isto confirma o balanço energético e que
vale cerca de
.)
Passo 4
Cálculo das diferenças de temperatura para LMTD:
Logo o LMTD é
Passo 5
Cálculo dos parâmetros para fator de correção
:
Para um trocador 2 passes na carcaça
passes nos tubos, consulta-se o gráfico de correção e obtém-se tipicamente
.
Passo 6
Finalmente, a área
é dada por
Resposta
A área de troca necessária é aproximadamente
.