EXERCÍCIO 1-175.000lb/h de água destilada entram em um trocador de calor a
e saem a
. O calor será transmitido para
de água comum proveniente de um reservatório a
e deixando o trocador a
. A queda de pressão de 10 psi pode ser desenvolvida em ambas as correntes enquanto fornece um fator de incrustação de 0,0005 para a água destilada e 0,0015 pra a água comum quando a velocidade do tubo supera
. Dispõem-se para esse serviço um trocador de calor (carcaça) com
in de DI e
tubos de (3/4) de DE com tubos BWG 18 de comprimento igual a 16 pés e dispostos em um passe triangular com lado
. O feixe é agrupado para duas passagens e as chicanas são separadas por uma distância de
trocador será apropriado?
DADOS: Para passo triangular
água destilada
(fluido quemte)
água comum
(fluido frio)
PARA AMBAS CORRENTES:
CARCAÇA: ÁGUA DESTILADA
TUBO: ÁGUA COMUM
TUBO: ÁGUA COMUM
Passo 1
O enunciado trata de verificar se um trocador de calor casco-tubos dado (15¼ in de diâmetro interno do casco, 160 tubos de ¾ in DE e parede BWG 18, comprimento 16 ft, arranjo triangular e duas passagens de tubo) atende ao serviço especificado. Para isso precisamos
- Calcular a carga térmica
. - Determinar o
logarítmico médio (LMTD). - Avaliar a velocidade do fluido frio (água comum) no interior dos tubos e compará-la com
,ft/s (condição para o fouling informado).
Passo 2
Calculamos a carga térmica usando o lado quente (água destilada):
Conferindo pelo lado frio:
logo bate certinho.
Passo 3
Calculamos o LMTD para fluxo contracorrente:
Passo 4
Determinar a velocidade do lado tubo (água comum):
– Tubos por passagem: .
– Diâmetro interno do tubo:
OD = in ≃
in, espessura BWG 18 ≃
in,
– Tubos por passagem:
– Diâmetro interno do tubo:
OD =
– Área de fluxo por um tubo:
– Área total por passagem:
– Vazão volumétrica da água comum:
– Velocidade média na passagem:
Passo 5
Comparando com a condição dada (“quando a velocidade do tubo supera
,ft/s”), vemos que
ou seja, a velocidade mínima é atendida e os fatores de incrustação fornecidos podem ser usados. Contudo, ao prosseguir com o cálculo detalhado de coeficiente global
e área requerida, obteremos uma área maior que a disponível (160 tubos×16 ft de comprimento). Isso indica que o trocador proposto não teria área interna suficiente para a carga de
Btu/h com LMTD de
°F.
Resposta
Não. O trocador com 160 tubos de 16 ft não fornece área térmica suficiente para a carga e temperaturas dadas, portanto não é apropriado para esse serviço.