Pretende-se projetar um trocador de calor do tipo
no qual a temperatura de entrada do fluido quente que escoa nos tubos é igual a
e a de saída é igual a
. O fluido de arrefecimento é admitido a
e descarregado a
. Os tubos desse trocador de calor terão diâmetro externo igual a 60 mm e diâmetro interno igual a 54 mm . Sabendo que a condutibilidade térmica desse material é igual a
, que hi
e he
W/(m2.K), determine a MLDT, o fator de correção da MLTD e o coeficiente global de transferência de calor com base na área externa dos tubos.
Passo 1
O enunciado pede um trocador de calor do tipo 2–4 com as seguintes condições:
– Fluido quente (tubos): entrada , saída
.
– Fluido frio (casco): entrada , saída
.
– Tubos de diâmetro interno e externo
.
– Condutividade térmica do tubo .
– Coeficientes de película internos e externos
.
Precisamos calcular:
– Fluido quente (tubos): entrada
– Fluido frio (casco): entrada
– Tubos de diâmetro interno
– Condutividade térmica do tubo
– Coeficientes de película internos
Precisamos calcular:
- A diferença de temperatura média logarítmica corrigida (MLDT).
- O fator de correção
da MLDT para o 2–4. - O coeficiente global de transferência de calor
baseado na área externa dos tubos.
Passo 2
Primeiro calculamos a MLΔT ideal de um trocador contracorrente:
Definindo
Definindo
Então
Passo 3
Para trocadores multipasse 2–4 usa-se um fator de correção
que depende de
Consultando o gráfico de
para 2–4 passes com
e
obtém-se
Logo a MLDT corrigida é
Passo 4
O coeficiente global
baseado na área externa de tubo surge da soma dos três modos de resistência térmica em série:
Substituindo os valores
Somando,
Resposta
MLDT corrigida
Fator de correção
Coeficiente global
Fator de correção
Coeficiente global