Enunciado

20 - Um trocador de calor de contracorrente é indicado para ter o coeficiente global de transferência de calor baseado na área externa de um tubo de 285 W m 2 ⋅ ℃ , quando operando em boas condições de limpeza. Após um período de uso, a formação de incrustações no trocador de calor tem um fator de incrustação de 0,00035 m 2 ⋅ ℃ W . Determine ( a ) o coeficiente de transferência de calor total do trocador de calor e ( b ) a mudança percentual no coeficiente global de transferência de calor devida à incrustação formada.

Passo 1

Dados fornecidos:

Coeficiente geral de transferência de calor com base na área externa do tubo,  U e = 285 W m 2 ⋅ ℃ .

Fator de incrustação para o tubo externo,  R f , e = 0,00035 m 2 ⋅ ℃ W .

Passo 2

a)

A partir da equação do coeficiente geral de transferência de calor com o fator de incrustação, dado como:

1 U A 0 = 1 U 0 A 0 + R f , 0 A 0

1 U = 1 285 + 0,00035

U = 259,15   W m 2 ⋅ ℃

Portanto, o coeficiente de transferência de calor total do trocador de calor é  U = 259,15   W m 2 ⋅ ℃ .

Passo 3

b) A mudança percentual no coeficiente global de transferência de calor devida à incrustação formada pode ser achada da seguinte maneira:

% U c = U 0 - U U 0

= 50 - 45,45 50

= 0,091

= 9,1 %

Portanto, a variação percentual do coeficiente geral de transferência de calor é  U c = 9,1 % .

Resposta

  1. O coeficiente de transferência de calor total do trocador de calor é  U = 259,15   W m 2 ⋅ ℃ .
  2. A variação percentual do coeficiente geral de transferência de calor é  U c = 9,1 % .
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