Em uma indústria química é utilizado um trocador de calor de tubo duplo e escoamento em contracorrente para esfriar água destilada de
para 60
, com fluxo mássico de
. Como fluido de troca térmica é utilizado água sem tratamento que entra a
e sai a
. Após 3 semanas de operação foi constatado que a água destilada está saindo a uma temperatura de
, enquanto que a água de troca térmica sai a
. Considerando uma área de troca térmica de
, calcule o fator de incrustação devido ao acúmulo de impurezas sobre as superfícies da tubulação.
Passo 1
O enunciado descreve um trocador de calor contracorrente de tubo duplo em que a água destilada (fluido quente) entra a
e sai a
com vazão mássica de
. A água de troca térmica (fluido frio) entra a
e, inicialmente, saía a
. Após incrustação, passou a sair a
, enquanto a água destilada só é resfriada até
. A área de troca é
.
Para calcular o fator de incrustação (resistência térmica ôhmica por unidade de área), precisaríamos comparar o coeficiente global de transferência de calor antes e depois da incrustação usando a fórmula
Para calcular o fator de incrustação (resistência térmica ôhmica por unidade de área), precisaríamos comparar o coeficiente global de transferência de calor antes e depois da incrustação usando a fórmula
onde
é a taxa de calor trocada,
é a área,
é a diferença de temperatura logarítmica média e
é o coeficiente global.
Passo 2
Para determinar
(limpo e sujo) precisamos de
, que pode ser obtido por
ou
Sabemos
, mas o enunciado não fornece a vazão mássica
da água de troca térmica. Sem
, não podemos calcular
pelo fluido frio, nem verificar balanço de energia, tampouco achar
num valor numérico definitivo e, portanto, não podemos determinar os valores de
antes e depois da incrustação.
Passo 3
Como falta a vazão mássica do fluido frio, não há dados suficientes para calcular a variação de
e, em consequência, nem para obter os coeficientes globais de troca limpo e sujo. Sem eles, não se pode calcular o fator de incrustação.
Resposta
Não é possível calcular o fator de incrustação porque a vazão mássica da água de troca térmica não foi informada.