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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 34

34 - Explique como o método LMTD pode ser utilizado para determinar a superfície de transferência de calor de um trocador de calor de tubos e casco de várias passagens quando todas as informações necessárias, incluindo as temperaturas de saída, são fornecidas.

Passo 1

O método da diferença de temperatura média logarítmica (LMTD) é de fácil utilização na análise de trocadores de calor quando as temperaturas de entrada e de saída dos fluidos quente e frio são conhecidas ou podem ser determinadas a partir do balanço energético.

A relação básica para determinar a área da superfície de transferência de calor é

A s = Q ˙ U F ∆ T l m

Que nada mais é, do que o rearranjo da equação:

Q ˙ = A s U F ∆ T l m

O coeficiente geral de transferência de calor  U será fornecido como foi dito no enunciado.

Portanto, a fim de calcular  A s , falta o fator de correção  F e  ∆ T l m ,

Para  F : Temos que encontrar P e R . Onde:

P = T c , f o r a - T c , d e n t r o T h , d e n t r o - T c , d e n t r o e R = T h , d e n t r o - T h , f o r a T c , f o r a - T c ,   d e n t r o

Com os valores de   P e  R , conseguimos achar o F na tabela de fator de correção para trocadores de calor comuns de casco e tubo em fluxo cruzado.

Para ∆ T l m temos a seguinte relação:

∆ T l m = ∆ T 1 - ∆ T 2 ln ⁡ ∆ T 1 ∆ T 2

Resposta

A relação básica para determinar a área da superfície de transferência de calor é

A s = Q ˙ U F ∆ T l m

Para  F : Temos que encontrar P e R . Onde:

P = T c , f o r a - T c , d e n t r o T h , d e n t r o - T c , d e n t r o e R = T h , d e n t r o - T h , f o r a T c , f o r a - T c ,   d e n t r o

Com os valores de   P e  R , conseguimos achar o F na tabela de fator de correção para trocadores de calor comuns de casco e tubo em fluxo cruzado.

Para ∆ T l m temos a seguinte relação:

∆ T l m = ∆ T 1 - ∆ T 2 ln ⁡ ∆ T 1 ∆ T 2

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