Um trocador de calor de casco - tubo, com passagem pelo casco e 2 passagens pelo tubo (U.As= 10000 W/K) onde água (Cp=4180 J/kg.K) é usado para res...
Transferência de Calor e Massa
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ESTÁCIO
Robson

Question

Um trocador de calor de casco - tubo, com passagem pelo casco e 2 passagens pelo tubo (U.As= 10000 W/K) onde água (Cp=4180 J/kg.K) é usado para r...

Um trocador de calor de casco - tubo, com passagem pelo casco e 2 passagens pelo tubo (U.As= 10000 W/K) onde água (Cp=4180 J/kg.K) é usado para resfriar um óleo (Cp= 4000 J/kg.K). A temperatura de entrada da água é de 20°C com uma vazão de 8 kg/s enquanto a bomba do óleo circula a 5kg/s. O óleo entra a 90°C. nestas condições a efetividade do radiador é de 0,5. Qual é o valor da temperatura de saída para o fluido quente?

Transferência de Calor e Massa

•

ESTÁCIO

0

2

Aparecido Francisco

29/05/2023

Ed · Answer

Para resolver este problema, podemos utilizar a equação da efetividade NTU para trocadores de calor:

Cmin = min(Cp * m) = 4000 * 5 = 20000 J/Ks
Cmax = max(Cp * m) = 4180 * 8 = 33440 J/Ks
C = Cmin / Cmax = 0,597

NTU = U.As / Cmin = 10000 / 20000 = 0,5

Com a efetividade conhecida, podemos utilizar a equação da efetividade para encontrar a temperatura de saída do fluido quente:

Efetividade = (Th - Tc) / (Th - Tc0)
0,5 = (Th - Tc) / (Th - 20)
Th - Tc = 0,5 * (Th - 20)
Th - Tc = 0,5Th - 10
Tc = 0,5Th - 10

Também podemos utilizar a equação da taxa de transferência de calor para encontrar a temperatura de saída do fluido quente:

Q = Cp * m * (Th - Tc)
Q = U.As * Cmin * (Th - Tc0)
Th - Tc = (Q / (Cp * m))
Th - Tc = (U.As * Cmin * (Th - Tc0)) / (Cp * m)
Th - Tc = (10000 * 20000 * (Th - 90)) / (4000 * 5)
Th - Tc = 800

Substituindo Tc por 0,5Th - 10, temos:

Th - (0,5Th - 10) = 800
0,5Th + 10 = 800
0,5Th = 790
Th = 1580 K

Portanto, a temperatura de saída do fluido quente é de:

Tc = 0,5Th - 10 = 0,5 * 1580 - 10 = 780°C

Eduardo · Answer

41 ºC

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