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Resumo

A matéria Maquina térmica I, tem como objetivos estudar conservação de energia, rendimento de um ciclo, as maquina térmicas são capazes de converter calor em trabalho, mais devemos lembrar que este processo fica abaixo dos 100% podendo assim utilizar uma turbina de alta pressão e outra de baixa pressão. Onde o vapor que sai da caldeira entra na turbina de alta pressão e expande é mandando de volta para a caldeira para reaquecer e expande na turbina de baixa pressão, tendo assim um bom rendimento do ciclo.

Na aula de laboratório realizamos dois tipos de experimento vazão contra corrente e Co Corrente em diversas vazões de entrada fria e mantendo sempre a mesma vazão na agua quente obtendo diversas temperaturas na entrada e saída do fluido.

Objetivo

O trabalho teve como objetivo nos mostra o sistema de transferência de calor do tipo casco e tubos, a diferença da vazão Co-Corrente e Contra Corrente, esclarecendo ao grupo se utilizarmos o sistema com (vazão 6 Lpm) sua efetividade será bem melhor que na vazão de (10Lpm).

INTRODUÇÃO

Este relatório tem como objetivo esclarecer as atividades do grupo de alunos da Faculdade Anhanguera de Santa Bárbara D Oeste, com orientação do professor Richards na aula de Maquinas térmicas I, tendo como objetivo maior conhecimentos da matéria que esta sendo cursada.

Um trocador de calor casco e tubos são mais comuns em refinarias de petróleo e para processos químicos podendo trabalhar em altas pressões sendo utilizado para (aquecimento, resfriamento, evaporação, vaporização e condensados). Tendo vantagens em seu processo de fabricação, preços e desempenho, estes trocadores podem ser divididos em classes sendo (R: condições severas, C: Condições comerciais e B: serviços de processamento químicos).

Nos trocadores de calor simples o fluido quente e frio movem se no mesmo sentido ou em sentidos oposto, no trocador Co corrente o fluido quente e frio entra pela mesma extremidade e deixam os equipamentos na mesma extremidade, já no tocador de calor contracorrente o fluido quente é oposto ao fluido frio, suas finalidades é propiciar calor de um fluido para o outro, estando em temperaturas diferentes, sendo que o fluido é separado por uma parede solida evitando assim suas misturas.

Parte Experimental

Para realizarmos os experimentos, necessitamos de uma bancada com trocador de calor modelo PP61 do tipo casco e tubos, onde os tubos são de cobre e o casco de PVC, onde o fluido quente passa pelos tubos de cobre e troca calor com o fluido frio que passa pelo casco, contendo conjuntos de válvulas podendo escolher as direções dos fluidos sendo diferenciado por Co corrente ou Contra corrente.

A bancada é composta por um: Reservatório de água quente (largura 350 mm; Profundidade 200 mm; altura 230 mm; volume útil 13 litros, bomba centrífuga, resistência, controlador de calor).

O tubo que conduz o fluido quente tem diâmetro interno de 7,73 mm, externo 9,53 mm, comprimento efetivo 635 mm e o casco tem seu diâmetro nominal 1 ¼ e diâmetro interno 35 mm.

Ao realizarmos o experimento com os fluidos no sentido Contra corrente, utilizamos as válvulas V1 e V2 fechada, válvula V3 e V4 abertas e pegaremos o valor da temperatura do fluido quente entrada e saída, para o processo Co Corrente utilizamos a válvulas V1 e V2 abertas, Válvula V3 e V4 fechadas e anotaremos os valores da temperatura fria.

Para este procedimento ligamos a bomba, reajustamos a válvula V1 e V4 na vazão desejada, e mantendo a temperatura de entrada do fluido no máximo 60 °C, e ajustar as vazões desejada do fluido quente e frio, com a orientação do professor utilizamos a vazão da agua fria em 4,6,8 e 10 lpm e mantendo sempre a vazão quente em 6 lpm.

Cálculos Contra Corrente

Vazão

Quente

(Lpm) Vazão

Fria

(Lpm) Temp 1

Th,in

(°C) Temp 1

Tc,out

(°C) Temp 1

Tc,in

(°C) Temp 1

Th,out

(°C)

6 4 48 28,5 24,7 44,4

6 6 48,7 28,5 24,3 44,1

6 8 48,7 28 24,2 43,2

6 10 48,4 27,1 24,1 42,3

Calcular Ch=mh.Cph

Calcular Cc=mc.Cpc

Calcular Cmin=min⁡(Cc,Ch)

Quente ( Vazão 6 Lpm) Frio ( Vazão 4 Lpm)

Cph= 4,184 KJ/Kg.....418,4 J/kg

Ch=mh.Cph

Ch=0,1*418,4 J/Kg

Ch=41,84 J/Kg

Cc= 4,184 KJ/Kg .....418,4 J/kg

Ch=mh.Cph

Ch=0,066*418,4 J/Kg

Ch=27,89 J/Kg

Cmin=min⁡(Cc,Ch)=27,89 J/kg

E=(Ch(Th,in-Th,out))/(Cmin(Th,in-Tc,in)) = (41,84(48,5-44,4))/(27,89(48,5-24,7)) E=0,26

Quente ( Vazão 6 Lpm) Frio ( Vazão 6 Lpm)

Cph= 4,184 KJ/Kg.....418,4 J/kg

Ch=mh.Cph

Ch=0,1*418,4 J/Kg

Ch=41,84 J/Kg

Cc= 4,184 KJ/Kg .....418,4 J/kg

Ch=mh.Cph

Ch=0,1*418,4 J/Kg

Ch=41,84 J/Kg

Cmin=min⁡(Cc,Ch)=41,84 J/kg

E=(Ch(Th,in-Th,out))/(Cmin(Th,in-Tc,in)) = (41,84(48,7-44,1))/(41,84(48,7-24,3)) E=0,19

Quente ( Vazão 6 Lpm) Frio ( Vazão 8 Lpm)

Cph= 4,184