Um escoamento de água de
deve ser resfriado de 90 para
em um trocador de calor alimentado com um escoamento de água fria que apresenta temperatura de alimentação igual a
e vazão mássica de
. Sabendo que o coeficiente de transferência de calor é de
e considerando
para ambos os fluidos. Determine a área de troca térmica, em
, necessária para:
Um trocador de correntes opostas (TC 1-1);
Um trocador de correntes opostas (TC 1-1);
Passo 1
O enunciado descreve um trocador de calor de correntes opostas, onde a água “quente” entra a
com vazão mássica
e sai a
, enquanto a água “fria” entra a
com vazão
. O coeficiente global de transferência de calor é
e ambos os fluidos têm
. Vamos usar:
- balanço de energia para achar a taxa de calor
e a temperatura de saída do fluido frio; - fórmula do log-mean temperature difference (LMTD) em corrente oposta;
-
para achar a área .
Passo 2
Converter
para unidades SI:
Passo 3
Calcular a taxa de calor retirada do fluido quente:
Passo 4
Determinar a temperatura de saída do fluido frio
pelo balanço de energia:
Passo 5
Calcular o log-mean temperature difference para corrente oposta:
Diferenças de temperatura nas duas extremidades:
Diferenças de temperatura nas duas extremidades:
A LMTD é
Passo 6
Determinar a área de troca:
Resposta
A área necessária para o trocador de correntes opostas é de aproximadamente
.