(
pontos) Um trocador de calor com 2 passes no casco e 12 passes nos tubos é utilizado para aquecer uma solução etilenoglicol e álcool entre
e
. Essa solução flui através dos cascos que tem 4 cm de diâmetro cada. Para realizar esse aquecimento, glicerina quente entra a
nos tubos de parede delgadas com 2 cm de diâmetro a uma taxa de
e sai a
. O comprimento total dos tubos no trocador de calor é 60 m . Considerando condições de escoamento plenamente desenvolvido, determine:
Dados glicerina:
.
Dados (etilenoglicol+álcool):
,
.
a taxa de transferência de calor transferido no processo.
Dados glicerina:
Dados (etilenoglicol+álcool):
a taxa de transferência de calor transferido no processo.
Passo 1
Beleza, o exercício é sobre um trocador de calor casco-tubos onde a glicerina (fluido quente) entra a 90 °C e sai a 40 °C, com vazão mássica de 34,5 kg/s, aquecendo uma solução etilenoglicol+álcool que vai de 10 °C a 40 °C.
Conteúdo: balanço de energia em trocador de calor.
O que precisamos: usar a fórmula do balanço para o fluido quente,
Conteúdo: balanço de energia em trocador de calor.
O que precisamos: usar a fórmula do balanço para o fluido quente,
Passo 2
A ideia é simples: a energia que o fluido quente perde é exatamente o calor transferido. Logo, tomamos a glicerina como referência e aplicamos
Aqui,
•
•
•
Passo 3
Substituindo na fórmula:
Note que
Passo 4
Calculando passo a passo:
1744 × 50 = 87 200 J/s
87 200 × 34,5 ≃ 3 008 400 W
1744 × 50 = 87 200 J/s
87 200 × 34,5 ≃ 3 008 400 W
Resposta
O fluxo de calor transferido no processo é