Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 50
50 - Um trocador de calor de casco e tubo com 2 passes no casco e 12 passes no tubo é utilizado para aquecer água com etilenoglicol . A água entra no tubo a , a uma taxa de , e o deixa a . O etilenoglicol entra no casco a e sai a . Considerando que o coeficiente global de transferência de calor baseado no lado do tubo é , determine a taxa de transferência de calor e a área da superfície de transferência de calor no lado do tubo.
Passo 1
Vamos calcular a taxa de transferência de calor usando a seguinte equação:
Onde:
é a vazão mássica.
é o calor específico da água.
Substituindo pelos valores fornecidos, temos:
Passo 2
Como é um trocador de calor de contracorrente, a diferença de temperatura entre o etilenoglicol e a água nas duas extremidades é dada por:
A diferença de temperatura média adequada entre os dois fluidos é a diferença de temperatura média logarítmica que é determinada a partir de:
Passo 3
Agora precisamos calcular os termos P e R para determinar o fator de correção:
e
Aqui, as temperaturas de entrada e saída do etilenoglicol são e , respectivamente, e são as temperaturas de entrada e saída da água.
e
e
Na figura 11-9 “Gráficos do fator de correção F para trocadores de calor”.
Fator de correção
Passo 4
Encontre a área da superfície de transferência de calor usando a seguinte equação:
Portanto, a área total da superfície no lado do tubo é .
Resposta
A taxa de transferência é .
A área total da superfície no lado do tubo é .