Engenharias, São Judas – UnimonteTransferência de Calor, Prof. SimõesTrocadores de Calor - NTU

1. A água é aquecida por ar quente em um trocador de calor. A taxa de fluxo da água (cp=4178 J/kgK) é de 12 kg/s e a do ar (cp=1059 J/kgK) é de 2,0 kg/s. A água entra a 40°C e o ar entra a 460°C. O coeficiente global de transferência de calor do trocador é de 275 W/m2K, com uma área de 14 m2. Calcule as temperaturas de saída dos fluidos quente e frio para (a) um trocador de correntes paralelas e (b) para um trocador de correntes cruzadas com fluxo de ar misturado.

cálculo de C min e Curáx

água miágua c água cágua 12.4178 4 água 5,01 no

Cara 2,0 1059 D Car 412.10

i Cmin 2,12 10 WIZ car e máx _5,01 No água

cálculo de zZ

Cenin z 4R z _4,23 0

máx 5,01 104

cálculo do NUT

NUT NUT 27 nut 1,82min 2,12 103

a correntes paralelas

Determinação da efetividade

NUT 1,82z 0,04

E 982

Cálculo do fluxo de calor

É E Cenin Teg Tec

j 0,82 2,12 los 460 40 D À 7,30 105 W

Temperaturas de saída

I miágua Cpágua Ts Te

7,30105 12 4178 Ts Yo Tse 40 7,30105124178Tságua 546 C

À miar ar Tc Ts

7,30 105 2,0 1059 460 Ts D Ts 460 7,30in2,0 x 1059

µar 1

b correntes cruzadas

Determinação da efetividade

NUT 1,82

E 0,83

Cálculo do fluxo de calor

j E Cenin Teg Tec

g 983 2,12 los 460 40 à 7,39 105 W

Temperaturas de saída

I miágua Cpágua Ts Te

7,39105 11 4178 Ts Yo Tse 40 7,3910512417854Hás

À miar ar Tc Ts

7,39 105 2,0 1059 460 Ts D Ts 460 7,39mi2,0 1059

µar

one são nesse caso a diferença entre os doistipos de trocadores é muito pequena

2. Óleo (cp=2100 J/kgK) é usado para aquecer água (cp=4178 J/kgK) em um trocador de calor de carcaça e tubo com uma única passagem pela carcaça e duas pelo tubo. O coeficiente geral de transferência de calor desse trocador é de 525 W/m2K. A vazão mássica da água é de 10 kg/s de água, entrando no trocador a 20°C, ao passo que o óleo entra a 240°C. O trocador precisa ser projetado para que a água saia a uma temperatura mínima de 80°C e o óleo a 90°C. Calcule a área de transferência de calor necessária para atingir essa temperatura.

Vazãomássica do óleo

G Àágua ciságua lt ságua Teágua

À lo 4178 180 ho D 9 2,51 to W

j sina.no Cpólo Teoria Pólo

2,51 Ido miolo 2100 240 90 miolo 797 Kgbcálculo do Curáxe min

Cágua miágua carga Carga lo 4178 água 4,18 1041K

óleo mijho.com Cómo 7,972100 Cão 1,67 1041K

i min_1,67 10 óleo e curáx 4,18 no água

cálculodez

g 5 Ê 3 94máx

Cálculo de qmáx

Imai Comin Teg Tet

ofmáx 1,67 10 240 ho Jmj 3,67 lo W