Um trocador de calor casco e tubo (dois passes no casco e quatro passes nos tubos) é usado para aquecer
de água pressurizada de 35 a
, utilizando
de água pressurizada que entra no trocador a
. Sendo o coeficiente global de transferência de calor iguala
,
a) determine a área de transferência de calor requerida.
b) após vários anos de operação, observa-se que a temperatura na saída da água fria atinge somente
, em vez dos desejados
. Determine o fator de deposição total (superfície interna e externa), que é a causa do desempenho pior do equipamento.
Resp: a)
b)
a) determine a área de transferência de calor requerida.
b) após vários anos de operação, observa-se que a temperatura na saída da água fria atinge somente
Resp: a)
Passo 1
Resumindo: temos um trocador casco-tubo com dois passes no casco e quatro passes nos tubos, em que a água fria
,kg/h) aquece de
a
C e a água quente (
,kg/h) entra a
C. O coeficiente global limpo é
,W/
K. Vamos usar o método LMTD (diferença de temperatura logarítmica) e assumir calor específico constante de
,J/kgK para ambas as correntes, desprezando correção de passe (i.e.\
.
Passo 2
Calculamos a taxa de calor absorvida pela corrente fria:
Passo 3
Pela conservação de energia, essa mesma potência sai da corrente quente, logo sua temperatura de saída
satisfaz
Passo 4
Definimos as diferenças de temperatura nas extremidades:
A diferença logarítmica é
Passo 5
A área requerida satisfaz
. Então
Passo 6
Com incrustação, a saída da fria cai a
C. A nova carga térmica é
A saída quente correspondente é
As novas
e
são
e a nova LMTD é
Passo 7
O coeficiente global sujo
vem de
Passo 8
O fator total de deposição
(resistência térmica de incrustação) é
Resposta
a)
b)
b)