Um trocador de calor de duplo tubo, de correntes paralelas, utiliza óleo (
) numa temperatura inicial de
para aquecer uma descarga de
de água de
até
(
). A descarga do óleo é
. (a) Qual a área de troca de calor necessária para um coeficiente global de transmissão de calor de
? (b) Determinar o número de unidades de transferência (NTU) e (c) Calcular a efetividade do trocador de calor.
Passo 1
O enunciado descreve um trocador de calor de duplo tubo, em fluxo paralelo, que aquece água de
até
com vazão
(
), usando óleo a
com vazão
(
). O coeficiente global de troca é
.
Vamos aplicar balanço de energia para obter , depois LMTD para achar a área
, e em seguida usar o método NTU–
para calcular o número de unidades de transferência e a efetividade.
Vamos aplicar balanço de energia para obter
Passo 2
Calcular a taxa de calor transferido
a partir do lado da água:
Passo 3
Determinar a temperatura de saída do óleo pelo balanço de energia no óleo:
Passo 4
Calcular a diferença de temperatura logarítmica média (
) para fluxo paralelo. Definindo
temos
Passo 5
Calcular a área
usando
:
Passo 6
Definir as capacidades térmicas:
Logo
e
. O número de unidades de transferência é
Passo 7
Calcular a efetividade
para fluxo paralelo. Primeiro a razão
Para fluxo paralelo usa-se
Resposta
(a)
(b)
(c)
(b)
(c)