Em um trocador de calor duplo tubo,
de água entram a
e resfriam 9.000
de um óleo que tem calor específico de
, de
para
, em contracorrente. Sabendo-se que o coeficiente global de transmissão de calor é 240
, determine a área superficial requerida. Dado: cp, água
:
).
Passo 1
Beleza, o que a questão tá dizendo é que a gente tem um trocador de calor casca-e-tubo em contracorrente onde:
- Entram 4.500 kg/h de água a 15 °C com
. - Entra óleo quente de 9.000 kg/h,
, de 90 °C e sai a 65 °C. - Coeficiente global de transferência de calor
.
O que teremos que usar:
- Balanço de energia (
). - Cálculo de
(Log Mean Temperature Difference) em contracorrente: - Fórmula da área do trocador:
Passo 2
Primeiro a gente acha a taxa de calor
que o óleo doa ao esfriar de 90 °C para 65 °C:
Passo 3
Esse mesmo
é ganho pela água. Então a variação de temperatura da água é
Logo, a água sai a
Passo 4
Agora calculamos as diferenças de temperatura em cada extremidade do trocador:
Como
, a fórmula do LMTD vira simplesmente
(porque quando as duas são iguais, o LMTD vale esse mesmo valor).
Passo 5
Por fim, a área é
Resposta
A ≈ 9,4 m².