Enunciado

1. Em uma caldeira flamatubular, produtos de combustão quente, escoando através de uma matriz de tubos com paredes finas, são utilizados para ferver água escoando sobre os tubos. Na instalação, o coeficiente global de transferência de calor era igual a 400 W/(m2 · K). Após 1 ano de uso, há deposição sobre as superfícies interna e externa dos tubos, correspondendo a fatores de deposição de = 0,0015 m2 · K/W e = 0,0005 m2 · K/W, respectivamente. A caldeira deveria ser parada para serviços de limpeza das superfícies dos tubos?

Passo 1

Neste caso como o exercício nos pergunta se deveria ser parada para serviços de limpeza ou não o que temos encontrar para responder essa pergunta é qual será a variação do coeficiente geral de transferência de calor com a inclusão de incrustações e vê se ele é desprezível ou não.

Passo 2

Sendo assim, escrevamos a equação para o coeficiente geral de transferência de calor com a inclusão de incrustações na superfície da seguinte maneira:

1 U = 1 h i + 1 h 0 + R f , i + R f , o

No momento da instalação, não há incrustações. Reescrevendo a equação obtemos:

1 U i = 1 h i + 1 h 0

1 U i = 1 400 W m 2 . K

Substituindo os valores na equação inicial:

1 U = 1 400 W m 2 . K + 0,0015   m 2 . K W + 0,0005   m 2 . K W

U = 222 W m 2 . K

Calculemos a variação no coeficiente geral de transferência de calor,  ∆ U   no momento da instalação e após um ano.

∆ U = U i - U

= 400 - 222

178 W m 2 . K

Como  ∆ U não é desprezível, existe um fator de incrustação e a caldeira deve ser programada para a limpeza das superfícies do tubo.

Resposta

Deve ser programada para limpeza

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