(Adaptado) Em uma caldeira flamatubular, produtos de combustão quentes, escoando através de uma matriz de tubos com paredes finas, são utilizados para ferver água escoando sobre os tubos. Quando da instalação, o coeficiente global de transferência de calor era igual a 400   W / ( m 2 . K ) .

Após 1 ano de uso, há deposição sobre as superfícies interna e externa dos tubos, correspondendo a fatores de deposição de R d , i ' ' = 0,0015   m 2 . K / W e R d , e ' ' = 0,0005   m 2 . K / W , respectivamente.

Qual é o coeficiente global de transferência de calor após 1 ano de uso?

Passo 1

Como o enunciado nos disse que os tubos possuem paredes finas, não devemos levar em consideração a resistência térmica de condução. Além disso, isso implica que podemos considerar as áreas interna e externa do tubo iguais A e = A i .

Assim, inicialmente, o coeficiente global de transferência de calor era dado por:

1 U = 1 h i + 1 h e = 1 400

Após 1 ano de uso, temos que levar em consideração os fatores de deposição. Assim, o coeficiente global de transferência de calor passará a ser:

1 U ' = 1 h i + 1 h e + R d , i ' ' + R d , e ' '

Passo 2

Substituindo os valores, teremos:

1 U ' = 1 400 + 0,0015 + 0,0005

1 U ' = 4,5 × 10 - 3

Resposta

U ' = 222   W / ( m 2 . K )

Exercícios Resolvidos de Introdução à Trocadores de Calor

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