Um trocador de calor de correntes cruzadas com ambos os fluidos não misturados é usado para aquecer água (
) de 40 a
, com descarga de
. Calcule o coeficiente global de transferência de calor se o fluido quente é óleo de motor (
), entrando a
com descarga de
. A área de transmissão de calor é
. Considerar que o fluido frio está passando nos tubos. R.
.
Passo 1
O enunciado descreve um trocador de calor de correntes cruzadas, ambos os fluidos não misturados, com área de
. O fluido frio é água (
), escoa a
e aquece de
a
. O fluido quente é óleo (
), escoa a
, entra a
e sai a uma temperatura a determinar. O objetivo é calcular o coeficiente global de transferência de calor
. Vamos usar balanço de energia, LMTD corrigida por fator
e a relação
Passo 2
Calcular a taxa de calor transferido
pelo lado frio e a temperatura de saída do óleo.
Como toda a potência absorbida pela água é cedida pelo óleo,
Como toda a potência absorbida pela água é cedida pelo óleo,
Logo, a queda de temperatura do óleo é
Passo 3
Calcular a diferença de temperatura logarítmica média (LMTD).
Então
Passo 4
Determinar as capacidades térmicas e a razão entre elas:
Passo 5
Para um trocador de fluxo cruzado com ambos os fluidos não misturados, define-se
e o fator de correção
depende de
e de
. Usando gráficos ou expressões empíricas para “cross-flow both unmixed” com
e estimando inicialmente
, obtém-se aproximadamente
Passo 6
Agora usamos
Resposta
O coeficiente global de transferência de calor é aproximadamente