- Considere um permutador anelar equicorrente, em que o fluido frio é um caudal de
de água que entra a
e sai a
, e o fluido quente é um caudal de
de óleo que entra a
. O tubo interior do permutador possui um diâmetro interior de 5 cm , um diâmetro exterior de 5,5 cm e um comprimento de 2 m . Calcular:
(água)
(óleo)
a) O calor ganho pela água
b) A temperatura de saída do óleo.
c) A diferença média de temperaturas entre os dois fluídos.
d) O calor trocado pelos fluídos no permutador.
e) O coeficiente global de transmissão de calor baseado na área interna.
a) O calor ganho pela água
b) A temperatura de saída do óleo.
c) A diferença média de temperaturas entre os dois fluídos.
d) O calor trocado pelos fluídos no permutador.
e) O coeficiente global de transmissão de calor baseado na área interna.
Passo 1
O enunciado descreve um permutador anelar em escoamento equicorrente (paralelo) onde o fluido frio é água com vazão mássica
, que entra a
e sai a
, e o fluido quente é óleo com
que entra a
. O tubo interno tem diâmetro interior
, diâmetro exterior
e comprimento
. Dados os calores específicos
e
, vamos calcular:
a) o calor ganho pela água;
b) a temperatura de saída do óleo;
c) a diferença de temperatura média logarítmica ;
d) o próprio calor trocado;
e) o coeficiente global baseado na área interna.
a) o calor ganho pela água;
b) a temperatura de saída do óleo;
c) a diferença de temperatura média logarítmica
d) o próprio calor trocado;
e) o coeficiente global
Passo 2
Para o fluido frio usamos balanço de energia
Substituindo
Passo 3
Assumindo ausência de perdas, esse mesmo
é cedido pelo óleo:
Logo
Passo 4
Em escoamento paralelo definimos
A diferença de temperatura média logarítmica é
Passo 5
Reafirmamos que o calor trocado pelos dois fluidos é o mesmo do Passo 2, ou seja,
Passo 6
A área interna do tubo é
Como
, isolamos
Resposta
a)
b)
c)
d)
e)
b)
c)
d)
e)