Segunda lista - Trocador de Calor - Equipamentos II

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NOME
	
	
	NOTA
	DISCIPLINA
	Aplicações Industriais do Calor
	
	
	CURSO
	Engenharia Química
Engenharia Industrial Química
	
	
	PROFESSORA
	Fernanda Silva
	Exercícios TROCADOR DE CALOR – Aula 03/11
1) Óleo quente deve ser resfriado em um trocador de calor de duplo tubo em contracorrente. Os tubos de cobre interno tem diâmetro de 2cm e espessura desprezível. O diâmetro interno do tubo externo (casco) é de 3cm. A água escoa através do tubo a uma taxa de 0,5kg/s, e o óleo escoa através do casco a uma taxa de 0,8kg/s. Considerando as temperaturas médias da água e do óleo como sendo 45°C e 80°C, respectivamente, determine o coeficiente global de transferência de calor, U, desse trocador de calor. (R.: U=74,5W/m2K)
Dados: Propriedades da água a 45°C: ρ=990,1kg/m3; k=0,637W/mK; Pr=3,91; 𝜈=μ/ρ=0,602x10-6m2/s
As propriedades do óleo a 80°C: ρ=852kg/m3; k=0,138W/mK; Pr=499,3; 𝜈=μ/ρ=3,794x10-5m2/s
2) Um trocador de calor de duplo tubo (casco e tubo) é construído com um tubo interno de aço inoxidável (k=15,1W/mK) de diâmetro interno Di=1,5cm e diâmetro externo De=1,9cm e com um casco externo de diâmetro interno de 3,2cm. O coeficiente de transferência de calor por convecção é dado por hi=800W/m2K sobre a superfície interna do tubo e ho=1200W/m2K sobre a superfície externa. Para um fator de incrustração de Rf,i=0,0004 m2.K/W no lado do tubo e Rf,o=0,0001 m2.K/W no lado do casco, determine:
a) a resistência térmica do trocador de calor por unidade de comprimento (R.: R=0,0532°C/W)
b) os coeficientes globais de transferência de calor Ui e Uo com base nas superfícies interna e externa dos tubos, respectivamente. (R. Ui=399W/m2K; Uo = 315W/m2K)
3) Vapor no condensador de uma termoelétrica deve ser condensado a uma temperatura constante de 30°C com água de refrigeração de um lago próximo que entra nos tubos do condensador a 14°C e sai a 22°C. A superfície dos tubos tem 45m2 e o coeficiente global de transferência de calor é 2100W/m2K. Determine a taxa de transferência de calor necessária e a vazão mássica da água de resfriamento associada a esse processo. 
Dados: Propriedades da água a 18°C: Cp=4184J/kg.K
(R.: q= 1087kW; m=32,5kg/s)