A Lista de Exercícios

Nome:        Patrique de Oliveira Corrêa Turma:        Eng. Mecânica - 7ª fase Disciplina: Trocadores de Calor Professor: Renny Aldo Henne

Questões propostas em aula

Exercício 11.4

Considere o projeto do trocador de calor do exemplo 11.3, ou seja, de um trocador com tubos aletados e escoamento cruzado, com um coeficiente global de transferência de calor baseado na área do lado do gás de 100 W/(m2 .K) e 40 m respectivamente. A vazão mássica e a temperatura de entrada da água permanece iguais a 2 kg/s e 35°C. Entretanto, uma mudança nas condições operacionais do gerador de gases quentes faz com que os gases passem a entrar no trocador de calor a uma vazão de 1,5 kg/s e a uma temperatura de 250°C. Qual é a taxa de transferência de calor no trocador de calor e quais são as temperaturas de saída do gás e da agua?

Solução: Condições de entrada dos fluidos quente e frio em um trocador de calor com tubos aletados e escoamento cruzado, com área de transferência de calor e coeficiente global de transferência de calor conhecidos.

Achar: Taxa de transferência de calor e temperatura de saída dos fluidos.

Análise: O problema pode ser classificado como um de cálculo do desempenho de um trocador de calor. As taxas de capacidades calorificas são:

[pic 1]

[pic 2]

Então

[pic 3]

O numero de unidades de transferência é:

[pic 4]

Com base nos calculos, a efetividade do trocador de calor é então = 0,82 e, a partir da equação, a taxa de transferência de calor máxima possivel é:[pic 5]

[pic 6]

[pic 7]

Assim, com base na definição de , a taxa de transferência de calor real é:[pic 8]

[pic 9]

Agora torna-se uma questão simples a determinação das temperaturas de saída pelos balanços de energia globais. A partir deste:

[pic 10]

[pic 11]

Portanto

[pic 12]

Mais uma vez foi admitido que a variação na vazão tem um efeito desprezível no valor de . Nesse caso essa hipotese é boa, uma vez que a contribuição dominante para o valor do mesmo é do coeficiente de transferência de calor no lado do gás e não do coeficiente no lado da água.[pic 13]