aula_02 (3)

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= enatlpia do fluido quente que entra
= enatlpia do fluido quente que sai
= enatlpia do fluido frio que sai
= enatlpia do fluido frio que entra
Utilizado quando as temperaturas de entrada dos fluidos
são conhecidas e as temperaturas de saída são fixadas ou
então podem ser obtidas de balanços de energia.
l
=
Concorrentes ou fluxo paralelo 
l
Fluxo Contracorrentes
Gráficos para 
determinação do 
fator de correção F
Trocadores de Calor
Análise de Trocadores de Calor
Método da Média Logarítmica das Diferenças de Temperatura
o Temperaturas de entrada e saída dos fluidos são especificadas;
o Coeficiente global de transferência de calor U é especificado.
Método ɛ - NUT ou Método da Efetividade:
o Temperaturas de entrada dos fluidos são especificadas, Mas as temperaturas
de saída dos fluidos NÃO são conhecidas;
o Vazões dos fluidos são especificadas;
o Coeficiente Global de transferência de calor U é especificado.
Análise de trocadores de calor: método do número de unidades de transferência
NTU
Baseia na eficiência do TC, na relação entre a quantidade de calor que ele troca e a
máxima possível que ele teria condições de trocar com uma área de troca infinita.
𝜀 =
𝑞
𝑞𝑚𝑎𝑥Efetividade do TC:
q - troca de calor real
qmax - máxima troca de calor possível
Onde 0 ≤ ɛ ≤ 1
C= m.cp
C = taxa de capacidade térmica
q𝑚𝑎𝑥 = 𝐶𝑚𝑖𝑛(𝑇ℎ,𝑒 − 𝑇𝑐,𝑒)
q𝑚𝑎𝑥 = m cp (𝑇ℎ,𝑒 − 𝑇𝑐,𝑒)
Cf = Cmin
Tq,s
Tf,e
Tq,e
Cq = Cmin
Tf,s
Tf,e
Tq,e
Expressões de eficiência de TC - ɛ-NUT
Expressões para o NTU de TC - ɛ-NUT
Cartas de efetividade (ɛ) para várias disposições do escoamento.
Cartas de efetividade (ɛ) para várias disposições do escoamento.
Cartas de efetividade (ɛ) para várias disposições do escoamento.
Exemplos de aplicação
1- No lado do casco de um condensador de vapor há condensação de vapor saturado de água a 60 °C, enquanto a água de
refrigeração flui no interior do tubo a uma vazão de 3 kg/s. As temperaturas de entrada e saída da água de refrigeração
correspondem a 20 °C e 50 °C, respectivamente. O coeficiente de transferência de calor global para o trocador pode ser
assumido como valendo 2000 W/m² °C. Calcule a área superficial necessária.
m,q=?
Tq,e = 60 °C
Tq,s = 60 °C
m,f= 3 kg/s
Tf,e = 20 °C
Tf,s = 50 °C
U = 2000 W/m² °C
qt = ɛ.Cmin.(Tq,e-Tf,e)
Cf = mf.cpf = 3 kg/s.4.1868 J/kg °C = Cf = 12560,4 W/°C = Cmin
Cq infinito = Cmax
Cr = Cmin/Cmax = 0
Exemplos de aplicação
qt = ɛ.Cmin.(Tq,e-Tf,e)
ɛ = qt/Cmin (Tq,e – Tf,e)
ɛ = mf*cp,f (Tf,s – Tf,e)/Cmin (Tq,e – Tf,e)
ɛ = 3 kg/s*4.186 (50 – 20)/12560,4 (60 – 20)
ɛ = 0,75
NTU = 1,40
NUT = -ln (1-ɛ) = (-ln (1-0,75)) = NUT = 1,39
NUT = UA/Cmin
A = NUT*Cmin/U
A = (1,39*12560,4 W/°C)/(2000 W/m² °C)
A = 8,73 m²