Em um trocador de calor multitubular (TC-1.2) de contracorrente, a água (
) com coeficiente convectivo de
passa pelo casco em passe único, enquanto que o óleo (
) com coeficiente convectivo de
dá dois passes pelos tubos (
). A água flui a
e é aquecida de 13 K para 35 K por óleo que entra a 94 K e deixa o trocador a 60 K . Considerando um fator de incrustação de 0,002 , pede-se:
Pontos)
O número de tubos necessários, com diâmetro externo de
e 6 m de comprimento. (
.
O número de tubos necessários, com diâmetro externo de
Passo 1
Beleza, o exercício pede pra gente dimensionar um trocador de calor multitubular de contracorrente, ou seja, descobrir quantos tubos (diâmetro externo 0,5″ e comprimento 6 m) são necessários pra aquecer água com óleo.
Conteúdo: transferência de calor em trocador – cálculo de potência térmica ( ), Log‐Mean Temperature Difference (LMTD), coeficiente global de troca (
) e área necessária (
).
O que vamos precisar:
Conteúdo: transferência de calor em trocador – cálculo de potência térmica (
O que vamos precisar:
-
- LMTD:
-
- Resistências térmicas:
Passo 2
Primeiro, a potência térmica
que a água ganha:
Dados água:
,
,
.
Então
Dados água:
Então
Passo 3
Agora a LMTD para contracorrente. Temperaturas:
,
.
Com o fator de correção
, a ΔT eficaz é
Passo 4
Agora o coeficiente global
.
Temos resistências em série: incrustação , casco (água)
e tubo (óleo)
.
Ignorando a parede metálica,
Temos resistências em série: incrustação
Ignorando a parede metálica,
logo
Passo 5
Área total necessária
do trocador:
Passo 6
Cada tubo tem área de troca (externa)
Então o número de tubos é
Resposta
São necessários 72 tubos de 0,5″ × 6 m.