Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 42
42 - Uma escoamento de hidrocarboneto é resfriada a uma taxa de de a no lado do tubo de um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente. A água entra no trocador de calor a a uma taxa de . O diâmetro externo do tubo interno é de e seu comprimento é de . Calcule o coeficiente global de transferência de calor.
Passo 1
Para nos ajudar na resolução, vamos listar abaixo os dados fornecidos no enunciado:
As temperaturas de entrada e saída de hidrocarbonetos são e .
A vazão do hidrocarboneto é,
O diâmetro do tubo é
O comprimento do tubo é
A temperatura do trocador de calor
Vazão mássica da água é
Calor específico de hidrocarboneto é
Calor específico da água é
Passo 2
Vamos calcular a taxa de transferência de calor:
Onde:
é a vazão mássica.
é o calor específico do hidrocarboneto.
Substituindo pelos valores fornecidos, temos:
Da mesma forma, temos que a transferência de calor do hidrocarboneto para a água é:
Onde:
é a vazão mássica da água.
é o calor específico da água.
Substituindo pelos valores fornecidos, temos:
Passo 3
Como é um trocador de calor de contracorrente, a diferença de temperatura entre o hidrocarboneto e a água nas duas extremidades do condensador 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 4
Determine o coeficiente global de transferência de calor por meio da seguinte equação:
Resposta
Portanto, o coeficiente global de transferência de calor é .