Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 53
Óleo está sendo resfriado de 80 °C para 50 °C em um trocador de calor em único casco e 2 tubos com coeficiente global de transferência de calor de . Á agua entra a 25 °C e sai a 40 °C a uma taxa de vazão mássica de 9000 kg/h. Determine (a) a diferença média logarítmica de temperatura e (b) a área da superfície do trocador de calor.
Passo 1
Primeiro, é sempre bom deixarmos claro qual o sistema que estamos trabalhando. Para esta questão, temos um trocador de 1 casca e 2 tubos em contracorrente.
Este formato afetará diretamente no nosso cálculo. Como queremos determinar a temperatura média logarítmica, temos que utilizar a seguinte relação:
Em que este F é o fator de correção do formato do trocador de calor. Para isto, vamos começar calculando dois parâmetros P e R. Temos então:
E para quê servem estes dois parâmetros? Tem que ter algum motivo muito importante por trás!
E sim, eles têm sim. São fundamentais para calcular o fator de correção. Agora, podemos ir lá na Figura 11-18 (em especial na letra a), que corresponde ao formato do nosso trocador) e encontrarmos o fator F. Visualmente, obtemos .
Finalizando com o cálculo da diferença logarítmica, temos:
E sendo assim, temos:
Passo 2
Já na letra b), queremos determinar a área de superfície do nosso trocador. Para isto, basta lembramos da fórmula de taxa de transferência de calor para um trocador de calor. Sendo assim, temos:
Substituindo os valores das constantes, temos:
Tenham sempre cuidado com as unidades para deixa-las no SI.
Resposta
- A diferença média logarítmica é:
- A área de superfície é: