Considere um trocador de calor bitubular com uma área de
operando nas seguintes condições:
Hot uid
Cold uid
Heat capacity rate,
6
3
Inlet temperature,
60
30
Outlet temperature,
-
54
a) Determine a temperatura de saída do fluido quente.
b) O trocador está operando com escoamento paralelo ou contracorrente, ou você não pode dizer com base nas informações fornecidas?
c) Calcule o coeficiente global de transferência de calor
d) Calcule a efetividade desse trocador.
e) Qual seria a efetividade desse trocador se o seu comprimento fosse tornado muito grande?
Resp: a)
b) contracorrente c)
d)
e) 1
Hot uid | Cold uid | |
Heat capacity rate,
|
6 | 3 |
Inlet temperature,
|
60 | 30 |
Outlet temperature,
|
- | 54 |
b) O trocador está operando com escoamento paralelo ou contracorrente, ou você não pode dizer com base nas informações fornecidas?
c) Calcule o coeficiente global de transferência de calor
d) Calcule a efetividade desse trocador.
e) Qual seria a efetividade desse trocador se o seu comprimento fosse tornado muito grande?
Passo 1
O enunciado descreve um trocador de calor bitubular com área
. As taxas de capacidade térmica são
(fluido quente) e
(fluido frio).
As temperaturas de entrada são e
.
A temperatura de saída do frio é .
Precisamos aplicar balanço de energia, LMTD (log mean temperature difference) e definir efetividade.
As temperaturas de entrada são
A temperatura de saída do frio é
Precisamos aplicar balanço de energia, LMTD (log mean temperature difference) e definir efetividade.
Passo 2
O fluxo de calor
é dado pelo fluido de menor capacidade térmica
Passo 3
Pelo balanço no fluido quente temos
logo
Passo 4
Em escoamento paralelo teríamos
.
Aqui ,
logo só é possível em contracorrente.
Aqui
logo só é possível em contracorrente.
Passo 5
Para contracorrente definimos
A LMTD é
Passo 6
O coeficiente global
vem de
Passo 7
A efetividade é
logo
Passo 8
Se o trocador tivesse comprimento (ou área) muito grande, em contracorrente a efetividade tenderia a 1 (troca quase completa).
Resposta
a)
b) Contracorrente
c)
d)
e)
b) Contracorrente
c)
d)
e)