O Troca de Calor

Faculdade de Engenharia, Arquitetura e Urbanismo.
Curso de Engenharia Mecânica.

Relatório Operação de Trocador de Calor

Prof. Dr.Valter Zuliani Stroppa

Caio Cesar Marinho dos Santos-131276-8

Matheus Rocha Leite-139660-5

Alexsandro Nicolau-137229-1

Gustavo Aparecido Leite-139660-5

1 – Introdução

    Trocador de calor realizar a troca de calor entre dois fluídos com diferentes temperaturas. Os meios são separados por uma estrutura para fazer que os líquidos não tenham contato diretamente.

Coeficiente de transferência térmica global é empregado no cálculo de transferência de calor de duas correntes dentro do trocador de calor.

[pic 1]

1.1 – Fundamentação Teórica

1.2 - Objetivos

A prática tem como principal objetivo comparar o coeficiente global de transferência de calor obtido experimentalmente com o valor calculado a partir dos dados coletados no decorrer da pratica, também possibilita ao aluno conhecer o funcionamento real de um trocador de calor tubular.

2 – Materiais e Métodos

Materiais utilizados :

Becker;                Luva térmica;

Cronometro;        bomba hidráulica;

Metodologia:

Primeiramente o aparelho e a bomba são ligados, esse aparelho é composto de dois canais, onde um passa por dentro do outro. O motivo é para que o trocador de calor funcione de modo em que a agua de dentro saia mais fria e a agua externa saia mais quente. O procedimento começa retirando uma medida determinada de agua por um tempo determinado utilizando a luva térmica para segurar o Becker de um litro e utilizar o cronometro para marcar o tempo do enchimento para se obter a vazão volumétrica. A primeira vazão a se obter deverá ser da agua maias quente, e depois a agua mais fria. O procedimento começa desse forma pois a agua mais fria deve ser ajustada de acordo com a agua mais quente com uma variação de até 2 graus de diferença. Após coletar a vazão das aguas de duas temperaturas os cálculos devem ser realizados de acordo com as formulas.

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Figura 2 – Trocador de Calor

[pic 3]
    Figura 3 – Registrador de Temperatura

3 – Resultados e Discussões

Coeficiente global de transferência de calor

                                        1.1[pic 4]

Diferença média de temperatura dos fluidos é calculada pela equação:

                                                1.2[pic 5]

Taxa para trocador de calor:

 ou                 1.3[pic 6][pic 7]

	Tubo interno (Fluido Quente)	Resultado	Tubo ‘Anel’ (Fluido Frio)///	Resultado
Área de escoamento	[pic 8]	0,000201	[pic 9]	0,00168
Velocidade do escoamento	[pic 10]	0,33	[pic 11]	0,038
Reynolds	[pic 12]	14611,68	[pic 13]	7737,03
Prandtl	[pic 14]	2,21	[pic 15]	4,38
Nusselt	[pic 16]	75,49	[pic 17]	1,55
Transf. de calor por convecção	[pic 18]	3161,14	[pic 19]	19,7
Diâmetro equivalente	---	---	[pic 20]	0,049

Tabela 1 - Roteiro de Cálculo Contracorrente

Coeficiente Global de Transferência de Calor (Prático) com espessura da parede pequena e condutividade térmica alta, desconsidera-se a resistência do tubo:

 = 19,57 = 0,019                 1.1.2[pic 21][pic 22]

Calculo da área

[pic 23]

Contracorrente

Vazão de contracorrente, 1 litro de agua em 15.3 (média) segundos:

                                          1.4[pic 24]

Coletando os dados de temperatura e calculando (equação 1.4), tem-se:

Fluido:	Água Quente	Água Fria
Entrada (°C)	78,20	27,36
Saída (°C)	66,63	39,10
Reservatório (ºC)	81,18
Vazão (kg/s) / (kg/h)	0,065 / 234

Tabela 2 - Dados Coletados (Contracorrente)

Conforme as propriedades do Fluido (Van Wylen), tem-se:

Fluido:	Água Quente	Água Fria
Entalpia 1 (kJ/kg)	326,49	114,73
Entalpia 2 (kJ/kg)	275,44	163,78
v (m³/kg)	0,001028	0,001003
Cp (kJ/kgK)	4,199	4,180
ƿ (kg/m³)	971,5	992,1
µ (N.s/m²)	0,000354	0,000653
ƙ (W/mK)	0,670	0,622

Tabela 3 - Propriedades do fluido (Contracorrente)

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