Uma descarga de água de
é aquecida de
até
por um óleo com calor específico
. O óleo entra no trocador a
e sai a
. Determinar a área de troca de calor para um coeficiente global de transmissão de calor de
.
. Considere um trocador de calor tipo tubo e carcaça com água escoando com um passe na carcaça e óleo escoando em dois passes nos tubos.
Passo 1
O enunciado descreve um trocador de calor tubo-e-carcaça com água (um passe na carcaça) e óleo (dois passes nos tubos). Sabemos as vazões mássicas, temperaturas de entrada e saída de cada fluido, os calores específicos e o coeficiente global de transferência de calor
. O objetivo é calcular a área de troca de calor
, usando o método do LMTD e, a seguir, a relação
Passo 2
Calculamos a taxa de calor transferida
a partir da água, cujo fluxo é de
, com
, aquecida de
a
:
Passo 3
Verificamos, apenas por curiosidade, a vazão mássica de óleo necessária, com
e variação de
a
:
Passo 4
Definimos as diferenças de temperatura nas extremidades do trocador (assumindo arranjo contracorrente ideal, com fator de correção
):
Passo 5
Calculamos a diferença média logarítmica de temperatura:
Passo 6
Finalmente, determinamos a área
usando
Resposta
A área de troca de calor necessária é aproximadamente
.