Um trocador de calor com 2 passes no casco e 12 passes nos tubos é utilizado para aquecer uma solução etilenoglicol e álcool entre
e
. Essa solução flui através dos cascos que tem 4 cm de diâmetro cada. Para realizar esse aquecimento, glicerina quente entra a
nos tubos de parede delgadas com 2 cm de diâmetro a uma taxa de
e sai a
. O comprimento total dos tubos no trocador de calor é 60 m. Considerando condições de escoamento plenamente desenvolvido, determine:
a) A taxa de transferência de calor transferido no processo.
b) O coeficiente global de transferência de calor U nestas condições.
c) Qual a eficiência desse trocador de calor.
Dados glicerina:
.
Dados (etilenoglicol+álcool):
.
a) A taxa de transferência de calor transferido no processo.
b) O coeficiente global de transferência de calor U nestas condições.
c) Qual a eficiência desse trocador de calor.
Dados (etilenoglicol+álcool):
Passo 1
O enunciado descreve um trocador de calor casco‐tubos com 2 passes no casco e 12 passes nos tubos. A glicerina quente (fluido “quente”) entra nos tubos a
e sai a
, com fluxo mássico
. A solução etilenoglicol+álcool (fluido “frio”) entra no casco a
e sai a
. O comprimento total de tubo é
e o diâmetro interno dos tubos é
. Vamos precisar de:
– balanço de energia para encontrar ,
– área de troca ,
– Log Mean Temperature Difference ,
– definição de coeficiente global via
,
– eficiência pelo método
–NTU.
– balanço de energia para encontrar
– área de troca
– Log Mean Temperature Difference
– definição de coeficiente global
– eficiência
Passo 2
Calcular a taxa de calor
pelo fluido quente:
Passo 3
Determinar a área de troca, tomando
e
:
Passo 4
Calcular a Log Mean Temperature Difference, assumindo contra‐corrente:
Passo 5
Obter o coeficiente global
de
.
Logo
Logo
Passo 6
Determinar a eficácia
pelo método
–NTU.
- Calcular as capacidades térmicas:
- Definir
, . - Calcular
- Para contra‐corrente:
Resposta
a)
b)
c) Eficiência (63 %).
b)
c) Eficiência