Lista de Exercícios sobre Coeficiente Global de Transferência de Calor

Lista de exercícios 1 Coeficiente global de transferência de calor 1 Quais são os mecanismos de transferência de calor envolvidos durante transferência de calor em um trocador de calor líquido a líquido do quente para o fluido frio 2 Sob quais condições a resistência térmica do tubo em um trocador de calor é desprezível 3 O que é a resistência térmica controladora Como ela afeta o coeficiente global exemplifique 4 Como é a resistência térmica devido à incrustação em um trocador de calor Quais são as causas comuns de incrustações em um trocador de calor e que fatores podem afetar Como a incrustação afeta a transferência de calor e a queda de pressão 5 Qual o coeficiente de transferência de calor global limpo e sujo é utilizado no projeto de trocadores de calor e por quê 6 O que significa o fator de limpeza CF Como é utilizado Exercícios 1Óleo do motor quente com taxa de capacidade térmica de C4440 WK produto da vazão mássica e calor específico e uma temperatura de entrada de 150ºC flui através de um trocador de calor de duplo tubo O trocador de calor é construído com um tubo de cobre de 15 m de comprimento com um tubo interno de 2 cm de diâmetro interno e diâmetro externo do tubo de 225 cm O diâmetro interno do tubo externo do trocador de calor de duplo tubo é de 6 cm O óleo que flui a uma taxa de 2 kgs através do tubo interno sai do trocador de calor a uma temperatura de 90 ºC O fluido frio isto é a água entra no trocador de calor a 20 ºC e sai a 70ºC A água que fui no tubo externo na seção anular tem associado um coeficiente de transferência de calor de 2000 Wm²K a Qual a taxa de calor trocado e a vazão mássica de água b Qual o coeficiente de transferência de calor associado ao óleo tubo interno c Assumindo que o fator de incrustação no lado do óleo e no lado da água seja 000015 m²KW e 00001 m²KW respectivamente determine o coeficiente global de transferência de calor na superfície externa do tubo de cobre d Qual o coeficiente de limpeza Propriedades devem ser retiradas das tabelas considerando a temperatura média entre a temperatura de entrada e saída do fluido R a q2664 kW m127 kgs b hi1376 Wm²K c UL7569 Wm²K Us6365 Wm²K d CF084 2 Um tubo de aço inoxidável 302 de diâmetro interno de 22 mm e externo de 27 mm é utilizado em um trocador de calor de correntes cruzadas Água escoa através do tubo a uma temperatura média de entrada de 75ºC e velocidade média de 05 ms e ar escoa sobre o tubo a 15ºC e velocidade de 20 ms Os fatores de incrustação para as superfícies interna e externa são 00004 e 00002 m²KW respectivamente a Determinar os coeficientes de transferência convectivos interno hi e o externo he escoamento sobre cilindro cap 7 livro b Determinar o coeficiente global de transferência de calor baseado na área externa do tubo Ue Compare as resistências térmicas devido à convecção interna externa condução na parede e incrustação c Para condições de água ar do item anterior e velocidades médias da água de 02 05 e 1 ms represente graficamente o coeficiente global de transferência de calor em função da velocidade em corrente cruzada do ar de 5 a 30 ms R a hi3251 Wm²K he1034 Wm²K b Us916 Wm²K 3 Um trocador de calor de contracorrente possui um coeficiente global de transferência de calor com base na área externa do tubo Ue284 Wm²K ao operar em condições de projeto e de limpeza Após um período de uso a formação de incrustações no trocador de calor fornece um fator de incrustação de 00003522 m²KW Determinar a o coeficiente global de transferência de calor sujo b qual a variação percentual no coeficiente global de transferência de calor devido ao aumento da incrustação R a Ul284 Wm²K Us2582 Wm²K CF091 b 9093