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TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICAS 3 Crédito Obs O trabalho deverá ser entregue de forma digitalizado 1 O óleo do motor deve ser resfriado de 120C para 70C em um trocador de tubo duplo com área de 14 m2 O calor específico do óleo é 2100 Jkg K Água a 30C é usada para resfriar o óleo e a temperatura máxima da água é limitada a 90C A vazão de água disponível é de 2153 kgh O coeficiente global de transferência de calor é de 300 Wm2K Determine a vazão máxima possível de óleo Se a temperatura real de saída da água for de 85 C qual seria a vazão do óleo 2 Determine a área necessária no trocador de calor de fluxo paralelo para resfriar o óleo de 60C a 30C usando água disponível a 20C A temperatura de saída da água é de 26C A taxa de fluxo de óleo é de 10 kgs O calor específico do óleo é 2200 Jkg K O coeficiente global de transferência de calor U 300 Wm2 K Compare a área necessária para um trocador de contrafluxo para um de fluxo paralelo e determine a taxa de fluxo da água 3 Um condensador de vapor condensando a 70C deve ter uma capacidade de 100 kW É utilizada água a 20C e a temperatura de saída da água é limitada a 45C Se o coeficiente global de transferência de calor tiver um valor de 3100 Wm2K determine a área necessária Considere 𝐶𝑐 𝐶𝑚𝑖𝑛 e a razão de capacidade c 0 Use a figura 1128 para determinar o NTU Th 70C Q 100 KW Tci 20C Tce 45C U 3100 W Uma Vaz que é de conhecimento as temperaturas de entrada e saida o método por numero de unidades de transferencia NTU é aplicável Método da eficiência ϵ 4520 70 20 05 ϵ 1 eNTU Aplicando ln dos dos lados NTU ln e 069314718 Capacidade minima de calor Q Cmin Tce Tci Cmin 100 x 103 45 20 4000 W k Usando método NTU NTU UA Cmin A NTU Cmin U A 069314718 4000 3100 m² K Área Necessaria A 089438 m² Fluxo Paralelo Transferencia de calor para do óleo Q mh ch Th1 Th0 10 kgs 2200 JKgK 60 30 K 660 KW Media logaritmica de temperatura Q UALMTD LMTD ΔT1 ΔT0 ln ΔT1 ΔT0 60 20 30 26 ln 60 20 30 26 Transferencia de calor Q U A LMTD A Q U LMTD 660 103 300 15635 14071 m² contra fluxo Media logaritmica de temperatura LMTD 60 26 30 20 ln 60 26 30 20 A Q A LMTD 660 103 300 60 26 ln 60 26 30 20 A 1121794 m² O Arranjo de contrafluxo corresponde a uma diminuição de 20 em respito a área ou seja arranjo contra fluxo possui a mesma capacidade térmica com uma área menor a taxa com que a massa flu do agua pode ser determinada como função da capacidade térmica no lado da agua Q mc Ce Tco Tci mc Q Ce Tco Tci 660 103 4180 JKgK 26 20 K Nms1 KgK mce 26316 Kgs 1 do Balanço de energia no bom trocador de calor obtemos a Q mc cpc Tco Tci mh ch Th Th0 2153 Kg 4180 JKgK 90 30 K mh 2100 JKgK 120 70K mh 2153 KgK 4180 JKgK1 2100 J 90 30K 120 70K 3600 sh mh 014285 Kgs b mh mc cpc ΔTc cph ΔTh 2153 Kgh 4180 JKgK 85 30 2100 J 120 70 mh 47140 KgK 1K 3600 s 0131 Kgs
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TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICAS 3 Crédito Obs O trabalho deverá ser entregue de forma digitalizado 1 O óleo do motor deve ser resfriado de 120C para 70C em um trocador de tubo duplo com área de 14 m2 O calor específico do óleo é 2100 Jkg K Água a 30C é usada para resfriar o óleo e a temperatura máxima da água é limitada a 90C A vazão de água disponível é de 2153 kgh O coeficiente global de transferência de calor é de 300 Wm2K Determine a vazão máxima possível de óleo Se a temperatura real de saída da água for de 85 C qual seria a vazão do óleo 2 Determine a área necessária no trocador de calor de fluxo paralelo para resfriar o óleo de 60C a 30C usando água disponível a 20C A temperatura de saída da água é de 26C A taxa de fluxo de óleo é de 10 kgs O calor específico do óleo é 2200 Jkg K O coeficiente global de transferência de calor U 300 Wm2 K Compare a área necessária para um trocador de contrafluxo para um de fluxo paralelo e determine a taxa de fluxo da água 3 Um condensador de vapor condensando a 70C deve ter uma capacidade de 100 kW É utilizada água a 20C e a temperatura de saída da água é limitada a 45C Se o coeficiente global de transferência de calor tiver um valor de 3100 Wm2K determine a área necessária Considere 𝐶𝑐 𝐶𝑚𝑖𝑛 e a razão de capacidade c 0 Use a figura 1128 para determinar o NTU Th 70C Q 100 KW Tci 20C Tce 45C U 3100 W Uma Vaz que é de conhecimento as temperaturas de entrada e saida o método por numero de unidades de transferencia NTU é aplicável Método da eficiência ϵ 4520 70 20 05 ϵ 1 eNTU Aplicando ln dos dos lados NTU ln e 069314718 Capacidade minima de calor Q Cmin Tce Tci Cmin 100 x 103 45 20 4000 W k Usando método NTU NTU UA Cmin A NTU Cmin U A 069314718 4000 3100 m² K Área Necessaria A 089438 m² Fluxo Paralelo Transferencia de calor para do óleo Q mh ch Th1 Th0 10 kgs 2200 JKgK 60 30 K 660 KW Media logaritmica de temperatura Q UALMTD LMTD ΔT1 ΔT0 ln ΔT1 ΔT0 60 20 30 26 ln 60 20 30 26 Transferencia de calor Q U A LMTD A Q U LMTD 660 103 300 15635 14071 m² contra fluxo Media logaritmica de temperatura LMTD 60 26 30 20 ln 60 26 30 20 A Q A LMTD 660 103 300 60 26 ln 60 26 30 20 A 1121794 m² O Arranjo de contrafluxo corresponde a uma diminuição de 20 em respito a área ou seja arranjo contra fluxo possui a mesma capacidade térmica com uma área menor a taxa com que a massa flu do agua pode ser determinada como função da capacidade térmica no lado da agua Q mc Ce Tco Tci mc Q Ce Tco Tci 660 103 4180 JKgK 26 20 K Nms1 KgK mce 26316 Kgs 1 do Balanço de energia no bom trocador de calor obtemos a Q mc cpc Tco Tci mh ch Th Th0 2153 Kg 4180 JKgK 90 30 K mh 2100 JKgK 120 70K mh 2153 KgK 4180 JKgK1 2100 J 90 30K 120 70K 3600 sh mh 014285 Kgs b mh mc cpc ΔTc cph ΔTh 2153 Kgh 4180 JKgK 85 30 2100 J 120 70 mh 47140 KgK 1K 3600 s 0131 Kgs