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)
A área de troca de calor necessária para o trocador
A área de troca de calor necessária para o trocador
Passo 1
Beleza, aqui a gente tem um trocador multitubular em contracorrente:
- Fluido no casco (água):
, , vazão de , entra a e sai a . - Fluido nos tubos (óleo):
, , entra a e sai a , tem fator de correção de passe . - Incrustação geral:
.
Conteúdo: trocador de calor de fluxo contracorrente, cálculo de
, coeficiente global
(com resistências de convecção e incrustação) e LMTD corrigido por
.
Passo 2
Calcular a taxa de calor
usando a água (qualquer lado serve, mas aqui uso a água):
- Converter vazão para
:
- Aplicar
:
Passo 3
Calcular o coeficiente global
. A resistência térmica total por unidade de área é
Calculando:
Passo 4
Determinar o LMTD corrigido pelo fator
:
- Diferenças de temperatura nas extremidades (contracorrente):
- LMTD “ideal”:
- Aplicar o fator de correção
:
Passo 5
Finalmente, a área de troca necessária é
Resposta
A área de troca requerida é aproximadamente
.