Fenômeno de Transporte – Trocador de Calor – CT 1-2

Um trocador de calor casco e tubo deve ser construído para aquecer a água que ira alimentar uma caldeira. O liquido frio é água proveniente da central de utilidades da industria. O trocador de calor opera em contracorrente e contem tubos de aço carbono, com diâmetro igual a 2,5 cm. Água fria escoa pelo interior dos tubos entrando a 30 °C e saindo a 50 °C, enquanto a água quente entra a 80 °C. As taxas mássicas da água fria e da água quente que alimentam o trocador de calor são 15 kg/s e 30 kg/s respectivamente. O coeficiente global de troca térmica é 250 w/m².K. Considere a massa especifica e o calor iguais a 1000 kg/m³ e 4200 J/kg.k respectivamente, independente da temperatura. Considere o fator de correção igual a 0,9. Se o comprimento de 1 tubo para 1 passe for 2,1 m. Calcule o numero de tubos que esse trocador de calor casco -tubo 1-2 deve ter:

Equação de Resolução:

Resolução:

O aluno deve calcular a taxa de transferência de calor no trocador casco tubo pela equação termodinâmica para o fluido Frio:

Equação Termodinâmica – Fluido frio:

O aluno deve calcular a temperatura de saída do fluido quente pela equação termodinâmica para o fluido Quente lembrando que a taxa liberada pelo fluido quente para aquecer o fluido frio é de – 1260000,0 W, já calculada. O sinal negativo indica taxa de calor é liberado do quente para o frio:

Equação Termodinâmica – Fluido quente:

Diagrama Temperatura versus X:

Calculo da diferença media logarítmica (DTML):

O aluno deve calcular a área total pela equação de projeto do trocador casco tubo:

OBS: F é o fator de correção para o CT 1-2

O aluno deve calcular o comprimento total sendo que pelo anunciado o comprimento de um passe é de 2,1 m:

OBS: Como o trocador é um CT 1-2 logo possui dois passes no tubo, sendo assim o numero de passe é 2

Calculo da área de um tubo:

Calculo do numero de tubos:

Bons Estudos