Um trocador de calor de único passe deve ser projetado para aquecer 45000 kg de água em uma hora a partir de 15 °C para 40 °C por condensação de vapor de água a 110 °C no lado do casco. Cada tubo tem diâmetro interno de 3 cm e espessura de parede de 0,3 cm. O coeficiente de transferência de calor por convecção na superfície interna é , e o coeficiente de transferência de calor por convecção na superfície externa é . Considerando que a velocidade de entrada da água no lado do tubo é 1,2 m/s, determine o número necessário de tubos e o comprimento dos tubos. Suponha que a resistência térmica dos tubos é desprezível.

Agora, podemos partir para o cálculo do comprimento dos tubos, para isto, basta aplicarmos a seguinte relação:

Detalhe para o n na frente. Ele significa o número de tubos do nosso trocador!

Percebam que nenhum dos dados nos foi fornecido diretamente! Então, teremos que calcular a taxa de transferência de calor, o coeficiente global de troca de calor e a diferença média de temperatura logarítmica.

Começaremos então pela taxa de transferência de calor. Para isto, basta calcularmos o calor absorvido pela água fria. Logo,

Agora, em relação ao coeficiente global de troca de calor, ao considerarmos a resistência térmica dos tubos desprezíveis, basta aplicarmos a seguinte relação:

Finalizando os cálculos dos parâmetros, vamos calcular agora a diferença de temperatura logarítmica. Portanto,

Substituindo todos estes valores na equação descrita no início do Passo 2, vamos encontrar o seguinte comprimento de tubo: