Operações Unitárias - P2

Método da EfetividadeNUT Dra Maíra de Paula Gonçalves mairapgunicampbr TA 731 Operações Unitárias II Aula de Exercícios 5 Exercício Incropera exemplo 114 Considere o trocador do exemplo anterior aletado correntes cruzadas Ui 100 Wm²K Ai 40 m² Uma alteração nas condições operacionais da planta fez com que os gases quentes cp 1000 JkgK passassem a entrar no trocador com vazão mássica de 15 kgs e temperatura de 250 C As condições de entrada da água não foram alteradas 1 kgs cp 4197 JkgK t1 35 C Qual a nova taxa de transferência de calor do trocador Quais são as temperaturas de saída da água e dos gases 2 T1 T2 t1 t2 Tubo aletado Correntes cruzadas Sem mistura Ui 100 Wm²K T1 T2 t1 t2 f q cpq 1000 JkgK cpf 4197 JkgK NUT passo a passo 1 Calcule a capacidade calorífica dos fluidos 4 𝐶𝑓 ሶ𝑚𝑓𝑐𝑝𝑓 4197 𝑊𝐾 𝐶𝑞 ሶ𝑚𝑞𝑐𝑝𝑞 1500 𝑊𝐾 𝐶𝑞 𝐶𝑓 𝐶𝑞 é 𝐶𝑚𝑖𝑛 NUT passo a passo 1 Calcule a capacidade calorífica dos fluidos 2 Calcule NUT 5 𝐶𝑓 ሶ𝑚𝑓𝑐𝑝𝑓 4197 𝑊𝐾 𝐶𝑞 ሶ𝑚𝑞𝑐𝑝𝑞 1500 𝑊𝐾 𝐶𝑞 𝐶𝑓 𝐶𝑞 é 𝐶𝑚𝑖𝑛 𝑁𝑈𝑇 𝑈 𝐴 𝐶𝑚𝑖𝑛 267 NUT passo a passo 1 Calcule a capacidade calorífica dos fluidos 2 Calcule NUT 3 Gráfico ou correlação 6 𝐶𝑓 ሶ𝑚𝑓𝑐𝑝𝑓 4197 𝑊𝐾 𝐶𝑞 ሶ𝑚𝑞𝑐𝑝𝑞 1500 𝑊𝐾 𝐶𝑞 𝐶𝑓 𝐶𝑞 é 𝐶𝑚𝑖𝑛 𝑁𝑈𝑇 𝑈 𝐴 𝐶𝑚𝑖𝑛 267 7 Correntes cruzadas sem mistura 𝐶𝑟 𝐶𝑚𝑖𝑛 𝐶𝑚𝑎𝑥 1500 4197 036 82 036 27 NUT passo a passo 1 Calcule a capacidade calorífica dos fluidos 2 Calcule NUT 3 Gráfico ou correlação 8 𝐶𝑓 ሶ𝑚𝑓𝑐𝑝𝑓 4197 𝑊𝐾 𝐶𝑞 ሶ𝑚𝑞𝑐𝑝𝑞 1500 𝑊𝐾 𝐶𝑞 𝐶𝑓 𝐶𝑞 é 𝐶𝑚𝑖𝑛 𝑁𝑈𝑇 𝑈 𝐴 𝐶𝑚𝑖𝑛 267 𝜀 082 NUT passo a passo 1 Calcule a capacidade calorífica dos fluidos 2 Calcule NUT 3 Gráfico ou correlação 4 Calcule ሶ𝑞max 9 𝐶𝑓 ሶ𝑚𝑓𝑐𝑝𝑓 4197 𝑊𝐾 𝐶𝑞 ሶ𝑚𝑞𝑐𝑝𝑞 1500 𝑊𝐾 𝐶𝑞 𝐶𝑓 𝐶𝑞 é 𝐶𝑚𝑖𝑛 𝑁𝑈𝑇 𝑈 𝐴 𝐶𝑚𝑖𝑛 267 𝜀 082 ሶ𝑞𝑚𝑎𝑥 𝐶𝑚𝑖𝑛 𝑇1 𝑡1 322500 𝑊 NUT passo a passo 5 Calcule ሶ𝑞 6 Calcule as temperaturas de saída 10 𝜀 ሶ𝑞 ሶ𝑞𝑚𝑎𝑥 ሶ𝑞 𝜀 ሶ𝑞𝑚𝑎𝑥 264450 𝑊 ሶ𝑞 ሶ𝑚𝑐𝑝𝑇 𝑇2 𝑇1 ሶ𝑞 ሶ𝑚𝑞𝑐𝑝𝑞 733 𝐶 𝑡2 𝑡1 ሶ𝑞 ሶ𝑚𝑓𝑐𝑝𝑓 981 𝐶 TA731 Operações Unitárias II Lista 2 parte 2 1 Desejase aquecer 2400 kgh de suco de laranja de 35 a 90 C usando água a 98C A temperatura de saída da água é 40 C As propriedades dos dois fluidos na temperatura média estão apresentadas na tabela a seguir suco água densidade kgm³ 1037 9786 calor específico JkgK 3971 4180 viscosidade Nsm² 00007 00004 condutividade WmK 063 066 fator incrustação m²KW 00001 00001 Calcule o coeficiente global de transferência de calor completo e simplificado considerando a operação realizada em a Trocador duplo tubo contracorrente IPS Sch 40 com dimensões 2 x 3 tubo e casco respectivamente e k 26 WmK O suco escoa pelo tubo b Trocador casco e tubos 11 contracorrente Casco Ds 10 Chicanas corte 25 B 11 Tubos BWG 16 do 1 ¼ arranjo triangular L 10 m k 26 WmK O suco escoa pelos tubos c Trocador a placas 1 x 501 x 50 Chevron b 36 mm t 04 mm φ 117 Lw 106 mm Lp 627 mm β 30 k 16 WmK Resp a Ui 6796 Wm²K Usimp 7103 Wm²K b Ui 2679 Wm²K Usimp 2642 Wm²K c Up 10694 Wm²K 2 Tadini 1048 e 9 adaptados Desejase aquecer 100 kgs de óleo vegetal de 20 a 65 C usando água 125 kgs a 92 C As propriedades dos fluidos estão apresentadas na tabela a seguir óleo água densidade kgm³ 850 970 calor específico JkgK 2100 4190 viscosidade Pas 0002 000036 condutividade WmK 014 067 fator incrustação m²KW 3 x 105 3 x 105 1 Calcule o calor trocado a temperatura de saída da água o coeficiente global de transferência de calor do trocador limpo e sujo simplifique quando possível a área de troca térmica do trocador limpo e sujo a área disponível considerando a operação realizada em a Trocador casco e tubos 12 com 38 tubos Casco Ds 48 cm Chicanas corte 25 B 30 cm Tubos di 1580 cm do 2134 cm arranjo quadrado PT 2do k 48 WmK L 10 m O óleo escoa pelos tubos b Trocador a placas 1 x 50 1 x 50 contracorrente F1 Chevron b 30 mm t 10 mm φ 117 Lw 25 cm Lp 55 cm β 45 k 16 WmK c Considerando apenas o projeto térmico os trocadores são adequados para a operação Em que condições Que mudanças poderiam ser feitas para adequar o trocador Resp a q 945 kW T 740 C Uolimpo 623 Wm²K Uosujo 597 Wm²K Alimpa 438 m² Asuja 457 m² Adisp 255 m² b q 945 kW T 740 C Ulimpo 1533 Wm²K Usujo 1404 Wm²K Alimpa 158 m² Asuja 173 m² Adisp 159 m² 3 Desejase aquecer 10 kgs de suco de laranja propriedades dadas no exercício 1 usando 1 kgs de vapor saturado a 120 C ρ 112 kgm³ μ 0000013 Pas h 851739 Wm²K em um trocador de calor casco e tubos com as seguintes características Casco 1 passe cabeçote fixo Ds 25 Chicanas corte 25 B 11 Tubos BWG 16 do ¾ L 5 k 26 WmK número máximo de tubos Calcule o coeficiente global de transferência de calor nos tubos e a perda de carga no casco e nos tubos para a 1 passe de tubos arranjo quadrado b 2 passes de tubos arranjo triangular Resp a Uotubo 546 Wm²K ΔPtubo 633 psi ΔPcasco 032 psi b Uotubo 735 Wm²K ΔPtubo 1821 psi ΔPcasco 094 psi 4 Considere um trocador de calor a placas com arranjo 1 x 16 4 x 4 fluido frio fluido quente a Qual o número total de placas Nt b Qual o número de placas térmicas npl c Qual o número total de canais Nc d Qual o número de canais por fluido nc e Qual o número de passes por fluido np f Qual o número de canais por passe por fluido ncnp g Qual é o tipo de arranjo h Qual é o tipo de escoamento i Esboce o trocador de calor Resp a 33 b 31 c 32 d frio 16 quente 16 e frio 1 quente 4 f frio 16 quente 4 g frio paralelo quente multipasses em série h misto 2 TA731 Operações Unitárias II Lista 2 parte 1 1 Geankoplis 1621 Um trocador de calor casco e tubos 12 1 passe de casco e 2 passes de tubos é usado para aquecer um fluido de 378 a 1211 C O fluido de serviço entra a 3156 C e sai a 1489 C Calcule a força motriz de transferência de calor para essa operação Resp 1318 C 2 Geankoplis 1622 Óleo 505 kgs 2090 JkgK entra em um trocador de calor casco e tubos 12 a 933 C e é resfriado até 711 C usando água 202 kgs 4180 JkgK a 10 C Considere o coeficiente global como sendo 340 Wm²K Calcule a área de transferência de calor necessária para essa operação Resp 121 m² 3 Geankoplis 1623 Água 113 kgs 4180 JkgK é aquecida em trocador casco e tubos 12 de 45 a 85 C usando óleo 1950 JkgK O óleo entra no trocador a 120 C e sai a 85 C Considere U 300 Wm²K Calcule a vazão mássica de óleo e a área requerida do trocador Resp 277 kgs 1979 m² 4 Geankoplis 1631 Óleo quente 30 kgs 1920 JkgK entra em um trocador de calor duplo tubo a 400 K e é resfriado em contracorrente por água 070 kgs 4180 JkgK a 325 K O coeficiente global de transferência de calor é 350 Wm²K e a área do trocador é 129 m² Calcule o calor trocado e as temperaturas de saída Resp 149226 W óleo 3741 K água 376 K 5 Tadini 1044 Desejase resfriar uma solução aquosa de etanol 29 kgs 3840 JkgK de 75 C a 45 C O fluido de resfriamento é água 40 kgs 4180 JkgK a 15 C O trocador de calor cogitado para esse serviço pode ser do tipo i duplo tubo com escoamento paralelo ii duplo tubo com escoamento contra corrente ou iii casco e tubos com 12 Por simplificação adotase que em todos os casos o coeficiente global de troca térmica externo é igual a 500 Wm²K Determine a A carga térmica e a temperatura de saída da água de resfriamento b A área de troca térmica necessária para cada um dos casos Resp a 334 kW 35 C b i 239 m² ii 192 m² iii 211 m² 6 Tadini 1045 Água ρ 986 kgm³ cp 4180 JkgK μ 0000466 Pas é aquecida de 40 C até 80 C circulando a velocidade média de 10 ms no tubo interno diâmetro interno 27 cm espessura 04 cm de um trocador de calor duplo tubo A condutividade térmica do material de construção desse tubo é de 45 WmK O aquecimento é provido pela condensação de vapor saturado à pressão absoluta de 4758 kPa no espaço anular do trocador de calor Adotar os seguintes valores para os coeficientes convectivos individuais 5100 1 Wm²K para escoamento da água no tubo e 15000 Wm²K para condensação do vapor no casco e o valor de 00001 m²KW para os fatores de incrustação da água e do vapor considerálos separadamente Determine a A carga térmica necessária e a vazão de vapor b O coeficiente global de transferência de calor do trocador limpo e sujo c O número de grampos necessários para o serviço proposto sabendo que o comprimento total do grampo é 23 m d A perda de carga total no tubo interno Resp a 944 kW 0045 kgs b Uolimpo 2371 Wm²K Uosujo 1535 Wm²K c limpo 178 2 grampos sujo 275 3 grampos d limpo 040 psi sujo 059 psi 7 Tadini 1046 Vapor saturado à pressão absoluta de 1431 kPa será usado para aquecimento de um produto alimentício em um trocador de calor duplo tubo Os tubos interno e externo do trocador de calor são respectivamente 2 x 3 Sch 40 com isolamento térmico apropriado A condutividade térmica do metal é de 15 WmK O comprimento total de um grampo do trocador é de 36 m A vazão do produto na entrada é de 25 m³h e temperatura de 50 C Sua temperatura de saída deve ser de 90 C Para as propriedades do produto podese adotar os seguintes valores médios cp 3840 JkgK μ 14 mPas ρ 1000 kgm³ k 05 WmK O vapor circula pelo espaço anular do trocador e tem coeficiente convectivo de 5000 Wm²K Determine a O coeficiente de película do produto Nu 0027Re08Pr13 b O coeficiente global de transferência de calor c A carga térmica necessária d O número de grampos necessários Resp a hi 1024 Wm²K b Uo 624 Wm²K c 1067 kW d 69 7 grampos 2 Trocadores Casco e Tubos Dra Maíra de Paula Gonçalves mairapgunicampbr TA 731 Operações Unitárias II Aula de Exercícios 6 Projete um trocador de calor casco e tubos para aquecer 15000 Lh de suco de goiaba de 4 a 85 C usando vapor saturado a 100 C Considere o suco diluído como um fluido newtoniano com as seguintes propriedades Fator de incrustação em ambos os lados 000015 m²CW Calor latente do vapor 100 C 225099132 Jkg Coeficiente de película do vapor 851739 Wm²C Queda de pressão permitida em cada corrente 10 psi 2 Densidade ρ kgm³ 105763 Viscosidade μ Nsm² 000043 Calor específico cp JkgK 3765 Condutividade térmica k WmK 056 Trocador escolhido Casco 1 passagem Cabeçote fixo Ds 1725 Chicana Corte 25 Espaçamento 11 Tubos 2 passagens BWG 16 do ¾ Arranjo quadrado LDs 10 k 26 Wm K 3 Pitch in do in triangular quadrado 58 0781 0875 ¾ 094 1 1 125 125 114 15625 15625 1 ½ 1875 1875 1 ½ 125de 125de Considere o máximo número de tubos possível para o diâmetro de casco escolhido Esquema de cálculo Tubo Casco D m ሶ𝑚 kgs Ti C To C ሶ𝑞 W Fator incrustação T média C Área escoamento u ms Re Pr Nu h Wm²K 4 Alocação de fluidos e modo de operação Cálculo da quantidade de calor necessária a ser fornecida ou removida Determinação da temperatura média e das propriedades dos fluidos nesta temperatura Esquema de cálculo Tubo suco Casco vapor D m ሶ𝑚 kgs 441 060 Ti C 40 100 To C 850 100 ሶ𝑞 W 1343917 1343917 Fator incrustação 000015 000015 T média C 445 100 Área escoamento u ms Re Pr Nu h Wm²K 5 Alocação de fluidos e modo de operação Cálculo da quantidade de calor necessária a ser fornecida ou removida Determinação da temperatura média e das propriedades dos fluidos nesta temperatura Densidade kgm³ 105763 Viscosidade Nsm² 000043 Calor específico JkgK 3765 Condutividade térmica WmK 056 Tubos Diâmetros 6 𝑑𝑖 0016 𝑚 𝑑𝑜 0019 𝑚 Pitch quadrado 7 Pitch in do in triangular quadrado 58 0781 0875 ¾ 094 1 1 125 125 114 15625 15625 1 ½ 1875 1875 1 ½ 125de 125de Pitch Número tubos 𝑁𝑡 165 𝑃𝑇 00254 𝑚 Tubos Diâmetro interno Área 1 tubo Área escoamento Velocidade 8 𝐴𝑡 𝑁𝑡 𝑎1𝑡 𝑁𝑝𝑡 001607 𝑚² 𝑢 ሶ𝑚 𝜌 𝐴𝑡 026 𝑚𝑠 𝑎1𝑡 𝜋𝑑𝑖 2 4 000019 𝑚² 𝑑𝑖 0016 𝑚 Tubos 09 a 24 ms Tubos Prandtl Reynolds Nusselt Coeficiente película 9 𝑅𝑒 𝜌𝑢𝑑𝑖 𝜇 10281 𝑡𝑢𝑟𝑏𝑢𝑙𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑃𝑟 𝜇𝑐𝑝 𝑘 2889 𝑁𝑢 0023 𝑅𝑒08 𝑃𝑟033 5289 ℎ𝑖 𝑁𝑢 𝑘 𝑑𝑖 183833 𝑊𝑚2𝐾 Casco C Diâmetro equivalente Área escoamento Velocidade 10 𝐴𝑠 𝐷𝑠𝐶𝐵 𝑁𝑝𝑠𝑃𝑇 0031 𝑚² 𝑢 ሶ𝑚 𝜌 𝐴𝑠 3269 𝑚𝑠 𝐷𝑒𝑞 4 𝑃𝑇 2 𝜋𝑑𝑜2 4 𝜋𝑑𝑜 00241 𝑚 𝐶 𝑃𝑇 𝑑𝑜 000635 𝑚 Gasesvapores 2530 ms Casco Prandtl Reynolds Coeficiente película 11 𝑅𝑒 𝜌𝑢𝐷𝑒𝑞 𝜇 39042 𝑡𝑢𝑟𝑏𝑢𝑙𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑃𝑟 𝜇𝑐𝑝 𝑘 0987 ℎ𝑜 851739 𝑊𝑚2𝐾 Equação de Projeto Coeficiente global de TC 12 1 𝑈𝑜 𝐴𝑜 𝐴𝑖ℎ𝑖 𝐴𝑜𝑅𝑑𝑖 𝐴𝑖 𝑟𝑜ln 𝑟𝑜 𝑟𝑖 𝑘 𝑅𝑑𝑜 1 ℎ𝑜 1 𝑈𝑠𝑖𝑚𝑝 1 ℎ𝑖 𝑅𝑑𝑖 𝑅𝑑𝑜 1 ℎ𝑜 𝑈𝑜 86633 𝑊𝑚2𝐾 ሶ𝑞 𝑈 𝐴 𝑇𝑚 𝑈𝑠𝑖𝑚𝑝 104017 𝑊𝑚2𝐾 Equação de Projeto Força motriz de TC 13 ሶ𝑞 𝑈 𝐴 𝑇𝑚 𝑇𝑚 𝐹 𝑀𝐿𝐷𝑇𝑐𝑐 4364 𝐶 𝑀𝐿𝐷𝑇𝑐𝑐 𝑇1 𝑡2 𝑇2 𝑡1 ln 𝑇1 𝑡2 𝑇2 𝑡1 4364 𝐶 𝑅 𝑇1 𝑇2 𝑡2 𝑡1 0 𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 𝐹 1 𝑆 𝑃 𝑡2 𝑡1 𝑇1 𝑡1 084 Equação de Projeto Área de TC Área baseada no número de tubos 14 ሶ𝑞 𝑈 𝐴 𝑇𝑚 𝐴 ሶ𝑞 𝑈𝑜 𝐹 𝑀𝐿𝐷𝑇 3555 𝑚² 𝐴𝑁𝑡 𝜋𝑑𝑜𝐿𝑁𝑡 𝐴𝑁𝑡 𝐿 10 𝑚 9875 𝑚² 𝐴𝑁𝑡 𝐿 5 𝑚 4937 𝑚² 𝐿 𝐷𝑠 228 𝐿 𝐷𝑠 114 Asimp 2961 m² Perda de Carga Tubos Casco 15 𝑃 𝑃𝑡 𝑃𝑟 585 𝑘𝑃𝑎 849 𝑝𝑠𝑖 𝑓 00014 0125 𝑅𝑒032 00079 𝑃 4𝑓 𝐷𝑠 𝐷𝑒𝑞 𝑁𝑏 1 𝐺2 2 𝜌 22 𝑘𝑃𝑎 032 𝑝𝑠𝑖 𝑁𝑏 1 𝐿 𝐵 179 17 𝑓 158 ln 𝑅𝑒 3282 00055 𝑃𝑡 4 𝑓 𝐿𝑇 𝑑𝑖 𝐺2 2 𝜌 𝑃𝑟 4 𝑁𝑝𝑡 𝐺2 2 𝜌 Líquidos 10 a 25 psi Gases e vapores P 03 a 2 psi Número inteiro 1 passe tubos arranjo triangular 2 passes tubos arranjo quadrado Tubos N tubos 239 165 Área escoamento m² 0047 0016 Velocidade ms 009 026 Re 3549 10281 Nu 2259 5289 hi Wm²C 785 1838 Perda de carga psi 196 849 Casco Diâmetro equivalente m 0014 0024 Área escoamento m² 0025 0031 Velocidade ms 4043 3269 Re 27518 39042 ho Wm²C 8517 8517 Perda de carga psi 091 032 Uo Wm²C 49479 86633 Área TC m² 6225 3555 Projeto de Trocadores Dra Maíra de Paula Gonçalves mairapgunicampbr TA 731 Operações Unitárias II Aula de Exercícios 4 Exercício Óleo 01 kgs 2131 JkgK escoa pelo espaço anular de um trocador de calor duplo tubo Ds 45 mm onde é resfriado de 100 a 60 C A água de resfriamento 02 kgs 4178 JkgK entra no tubo interno do trocador di 25 mm a 30 C Considerações Os tubos tem parede fina espessura desprezível Nuóleo 563 Nuágua 0023Re45Pr04 Rd Rdi Rdo 00004 Calcule a área do trocador e o número de tubos necessários 1 tubo 6 m 2 água óleo cp Jkg K 4178 2131 ρ kgm³ 993 853 μ Pa s 0000725 00325 k W m K 0625 0138 Pr 485 Dimensões Casco óleo Tubo água D m Deq 0056 di 0025 ሶ𝑚 kgs 01 02 Ti C 100 30 To C 60 ሶ𝑞 W Área esc m² 11 103 49 104 u ms Re Nu 563 h Wm²K 3 Especificação do trocador e de suas dimensões Tubo externo Ds 0045 m Tubo interno di 0025 m do di 0025 espessura desprezível 𝐷𝑒𝑞 𝜋 𝐷𝑠2 𝑑𝑜2 𝑃𝑐 𝐷𝑠2 𝑑𝑜2 𝑑𝑜 𝐴𝑒𝑠𝑐 𝜋 4 𝐷𝑠2 𝑑𝑜2 do di Ds Rdo Rdi Calor trocado 4 Calor trocado pelo óleo Casco óleo Tubo água D m Deq 0056 di 0025 ሶ𝑚 kgs 01 02 Ti C 100 30 To C 60 402 ሶ𝑞 W 8524 8524 Área esc m² 11 103 49 104 u ms Re Nu 563 h Wm²K ሶ𝑞 ሶ𝑚 𝑐𝑝 𝑇 ሶ𝑞 01 2131 60 100 ሶ𝑞𝑜𝑙𝑒𝑜 ሶ𝑞𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑇𝑜𝑎𝑔𝑢𝑎 Coeficiente global 5 Velocidade de escoamento Equação da continuidade Casco óleo Tubo água D m Deq 0056 di 0025 ሶ𝑚 kgs 01 02 Ti C 100 30 To C 60 402 ሶ𝑞 W 8524 8524 Área esc m² 11 103 49 104 u ms 011 041 Re Nu 563 h Wm²K ሶ𝑚 𝜌 𝑢 𝐴 𝑢 ሶ𝑚 𝜌 𝐴 Coeficiente global 6 Re Nu h Correlação de Nu Casco óleo Tubo água D m Deq 0056 di 0025 ሶ𝑚 kgs 01 02 Ti C 100 30 To C 60 402 ሶ𝑞 W 8524 8524 Área esc m² 11 103 49 104 u ms 011 041 Re 157 14050 Nu 563 8998 h Wm²K 1387 2250 𝑅𝑒 𝜌𝑢𝐿𝑐 𝜇 𝑁𝑢á𝑔𝑢𝑎 ℎ𝐿𝑐 𝑘 0023 𝑅𝑒45𝑃𝑟04 𝑡𝑢𝑏𝑜 𝐿𝑐 𝑑𝑖 𝑐𝑎𝑠𝑐𝑜 𝐿𝑐 𝐷𝑒𝑞 Coeficiente global 7 Rd Rdi Rdo 00004 Tubos finos espessura desprezível U 1371 Wm² K simplificado 1 𝑈𝑖 1 ℎ𝑖 𝑅𝑑 𝑟𝑖 ln 𝑟𝑜 𝑟𝑖 𝑘 𝐴𝑖 𝐴𝑜 ℎ𝑜 Casco óleo Tubo água D m Deq 0056 di 0025 ሶ𝑚 kgs 01 02 Ti C 100 30 To C 60 402 ሶ𝑞 W 8524 8524 Área esc m² 11 103 49 104 u ms 011 041 Re 157 14050 Nu 563 8998 h Wm²K 1387 2250 Temperatura média e área 8 Temperatura média logarítmica MLDT 432 C Área de transferência de calor A 1439 m² Casco óleo Tubo água D m Deq 0056 di 0025 ሶ𝑚 kgs 01 02 Ti C 100 30 To C 60 402 ሶ𝑞 W 8524 8524 Área esc m² 11 103 49 104 u ms 011 041 Re 157 14050 Nu 563 8998 h Wm²K 1387 2250 𝑀𝐿𝐷𝑇 𝑇𝐴 𝑇𝐵 ln 𝑇𝐴 𝑇𝐵 𝑇1 𝑡2 𝑇2 𝑡1 ln 𝑇1 𝑡2 𝑇2 𝑡1 𝐴 ሶ𝑞 𝑈 𝑀𝐿𝐷𝑇 Número de tubos 9 Área de 1 tubo Número de tubos Comprimento total Casco óleo Tubo água D m Deq 0056 di 0025 ሶ𝑚 kgs 01 02 Ti C 100 30 To C 60 402 ሶ𝑞 W 8524 8524 Área esc m² 11 103 49 104 u ms 011 041 Re 157 14050 Nu 563 8998 h Wm²K 1387 2250 𝐴1𝑡𝑢𝑏𝑜 𝜋𝑑𝑖𝐿1𝑡𝑢𝑏𝑜 047 𝑚² 𝑁 𝐴 𝐴1𝑡𝑢𝑏𝑜 31 𝐿 𝑁 𝐿1𝑡𝑢𝑏𝑜 186 𝑚 Estimativa da perda de carga 10 Diâmetro hidráulico do casco Casco óleo Tubo água Dh m Ds do 0020 di 0025 u ms 011 041 Re 56 14050 f 01021 00073 ΔP psi 𝑓 00014 0125 𝑅𝑒032 𝐷𝐻 𝜋 𝐷𝑠2 𝑑𝑜2 𝑃𝑚 𝐷𝑠 𝑑𝑜 𝑓 16 𝑅𝑒 Turbulento água Laminar óleo Fator de atrito Estimativa da perda de carga 11 Número de curvas Grampos Módulos de montagem oo TC duplo tubo 2 tubos unidos por uma curva Casco óleo Tubo água Dh m Ds do 0020 di 0025 u ms 011 041 Re 56 14050 f 01021 00073 ΔP tubos psi 095 263 ΔP curvas psi 001 019 ΔP psi 096 282 𝑃𝑡𝑢𝑏𝑜𝑠 4𝑓 𝐿 𝐷 𝑢2 2 𝜌 Perda de carga Necessário conhecer a quantidade de curvas 𝑃𝑐𝑢𝑟𝑣𝑎𝑠 𝑁𝑔 𝑢2 2 𝜌 𝑁𝑐𝑢𝑟𝑣𝑎𝑠 𝑁𝑔𝑟𝑎𝑚𝑝𝑜𝑠 𝑁𝑡𝑢𝑏𝑜𝑠 2 16 Tubos Curvas Total 𝑃 𝑃𝑡𝑢𝑏𝑜𝑠 𝑃𝑐𝑢𝑟𝑣𝑎𝑠 Referências Incropera FP Dewitt DP Fundamentos de transferência de calor e massa 4 ed Rio de Janeiro Livros Técnicos e Científicos 1998 Prata AS 2023 Trocadores de calor Slides de apoio à disciplina FT620 Processos com Aplicação de Calor 12