Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 52
52 - Um trocador de calor de escoamento cruzado em único passe com ambos os fluidos não misturados tem água entrando a e saindo a , enquanto o óleo que flui a entra no tubo a e sai a . Considerando que a superfície da área do trocador de calor é . Determine o valor do coeficiente global de transferência de calor.
Passo 1
Vamos calcular a taxa de transferência de calor usando a seguinte equação:
Temos que:
Onde:
é a vazão mássica do óleo.
é o calor específico do óleo.
é a vazão volumétrica do óleo.
Substituindo pelos valores fornecidos, temos:
Passo 2
Como é um trocador de calor de escoamento cruzado, a diferença de temperatura entre o fluido quente e o fluido frio 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 da água são e , respectivamente, e são as temperaturas de entrada e saída do tubo.
e
e
Na figura 11-9 “Gráficos do fator de correção F para trocadores de calor”.
Fator de correção
Passo 4
Vamos agora calcular a o coeficiente global por meio da seguinte equação:
Substituindo pelos valores conhecidos, temos:
Portanto, o coeficiente global de transferência de calor é .
Resposta
Portanto, o coeficiente global de transferência de calor é .