- Pretende-se arrefecer
de um fluído A (
) inicialmente à temperatura de
. Para esse efeito podemos utilizar o seguinte permutador de correntes cruzadas (ambos os fluidos misturados) e um dos seguintes dois fluidos de arrefecimento. Qual o fluído de arrefecimento que se deve utilizar.
Permutador: Área
Coeficiente global transm. calor
Fluído B: Temperatura
Caudal
Fluído C: Temperatura
Caudal
Permutador: Área
Fluído B: Temperatura
Fluído C: Temperatura
Passo 1
O enunciado pede para comparar dois fluidos de arrefecimento num permutador de calor em correntes cruzadas (ambos os fluidos misturados) de área
,
e coeficiente global de transmissão
,W/
C.
O fluido quente tem vazão mássica
,kg/s,
,kJ/kg
C e
C.
Os candidatos são:
– Fluido B: ,kg/s,
,kJ/kg
C,
C.
– Fluido C: ,kg/s,
,kJ/kg
C,
C.
Para decidir, vamos usar o método –
.
O fluido quente
Os candidatos são:
– Fluido B:
– Fluido C:
Para decidir, vamos usar o método
Passo 2
Calculamos as capacidades térmicas (
) e o menor valor
:
Logo
,kW/
C em ambos os casos.
Passo 3
Calculamos o número de unidades de troca térmica
Passo 4
Determinamos a razão de capacidades
Para o fluido B:
,kW/
C,
Para o fluido C:
,kW/
C,
Passo 5
Em permutadores em correntes cruzadas com ambos os fluidos misturados, a eficácia
é função de
e de
, e para dado
decresce quando
aumenta.
Como é o mesmo nos dois casos e
, segue que
Como
Além disso, o calor máximo disponível é
e como
C é menor que
C, também
Concluímos que o fluxo de calor efetivo
será maior com o fluido B.
Resposta
Deve-se utilizar o fluido B.