UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA

CENTRO DE TECNOLOGIADEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICADEQ1017 – LAB. II DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS

EXPERIMENTO 1Trocadores de Calor

Acadêmicos:Daniel Dotto Evelin KlauckJacson Schumacher

Prof. Márcio Schwaab

Santa Maria, 13 de setembro de 2010

ConteúdoRESUMO..........................................................................................................................3

SIMBOLOGIA E NOMENCLATURA............................................................................4

INTRODUÇÃO.................................................................................................................5

Objetivos........................................................................................................................5

Trocadores de Calor.......................................................................................................5

Trocadores de Calor de Contato Indireto...................................................................5

Trocadores de Calor de Contato Direto.....................................................................6

Trocadores Tubulares.................................................................................................6

Trocadores de calor Tipo Placa..................................................................................7

Trocador Compacto....................................................................................................7

Trocador Não Compacto............................................................................................7

Correntes Paralelas.....................................................................................................8

Contra-Corrente..........................................................................................................8

Correntes Cruzadas....................................................................................................8

Escoamento multipasse..............................................................................................8

Integração Energética....................................................................................................8

Rotâmetro.......................................................................................................................8

MATERIAIS E MÉTODOS............................................................................................11

RESULTADOS...............................................................................................................13

Correntes Paralelas......................................................................................................13

Contracorrentes............................................................................................................13

ANÁLISE DOS RESULTADOS....................................................................................16

Análises dos resultados em Correntes Paralelas..........................................................16

Análises dos resultados em Contracorrentes...............................................................16

Análises dos resultados em Contracorrentes x Correntes Paralelas............................17

CONCLUSÃO.................................................................................................................18

SUGESTÕES..................................................................................................................19

BIBLIOGRAFIA.............................................................................................................20

MEMORIAL DE CÁLCULO.........................................................................................21

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RESUMO

Trocadores de calor são equipamentos que facilitam a transferência de calor entre dois ou mais fluidos que se encontram em temperaturas diferentes. Podem ser classificados de acordo com diversos critérios, como por exemplo, o processo de transferência de calor, compaticidade, tipo de construção, disposição das correntes, entre outros.

O estudo e desenvolvimento de processos de produção, nas mais diversas áreas, quase sempre envolvem processos de transferência de calor. A transferência de calor, então, faz parte de uma das mais delicadas questões em termos de produção que é a questão energética. Com processos cada vez mais desenvolvidos e a concorrência mais acirrada entre as empresas que brigam por uma mesma faixa de mercado consumidor, os pequenos diferenciais, como um bom projeto de gestão de energia, pode ser o diferencial. Logo, os trocadores de calor ganham importância muito grande, pois a seleção e operação deles pode significar um processo mais ou menos eficiente e econômico.

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SIMBOLOGIA E NOMENCLATURA

Cp: Calor específico da água (cal/g°C);

Ti: Temperatura no instante (°C)

Vi: Volume de água (mL);

Qi: Quantidade de calor trocada pela corrente “i” (cal/min);

A: Área de troca térmica da tubulação (m²);

∆Tln: Temperatura média logarítmica (°C)

U: Coeficiente global de troca térmica (cal/min.m².°C)

η: Eficiência da troca térmica (adimensional)

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INTRODUÇÃO

Objetivos

Observar o funcionamento de um trocador de calor operando em contracorrente e com correntes paralelas. Realizar os balanços de energia e verificar o ajuste aos dadosexperimentais. Calcular o coeficiente de troca térmica U e a eficiência do trocador de calor para cada caso (contracorrente e com correntes paralelas).

Trocadores de CalorFreqüentemente as indústrias em geral estão interessadas em transferir energia

térmica de um sistema para a vizinhança ou entre partes de um sistema. Isto é feito através de um equipamento, chamado de Trocador de Calor.

Pode-se classificar os trocadores de diversas maneiras: quanto ao modo de troca de calor, quanto ao número de fluidos, tipo de construção, etc. De uma forma mais básica, duas classificações são mais comuns: aquela que divide os trocadores entre os que utilizam o contato direto e os de contato indireto e uma outra que os classifica em função das suas características de construção.

Classificação de acordo com os processos de transferência:

Trocadores de Calor de Contato IndiretoEm um trocador de calor de contato indireto, os fluidos permanecem separados

e o calor é transferido continuamente através de uma parede, pela qual se realiza a transferência de calor. Os trocadores de contato indireto classificam-se em: trocadores de transferência direta e de armazenamento.

a. Trocadores de Transferência DiretaNeste tipo há um fluxo contínuo de calor do fluido quente ao frio através de uma

parede que os separa. Não há mistura entre eles, pois cada corrente permanece em passagens separadas. Este trocador é designado como um trocador de calor de recuperação, ou simplesmente como um recuperador.

b. Trocadores de ArmazenamentoEm um trocador de armazenamento, os ambos fluidos percorrem

alternativamente as mesmas passagens de troca de calor. A superfície de transferência de calor geralmente é de uma estrutura chamada matriz. Em caso de aquecimento, o fluido quente atravessa a superfície de transferência de calor e a energia térmica é armazenada na matriz. Posteriormente, quando o fluido frio passa pelas mesmas passagens, a matriz “libera” a energia térmica (em refrigeração o caso é inverso). Este trocador também é chamado regenerador.

Trocadores de Calor de Contato DiretoNeste trocador, os dois fluidos se misturam. Aplicações comuns de um trocador

de contato direto envolvem transferência de massa e de calor (aplicações que envolvem só transferência de calor são raras). Comparado a recuperadores e regeneradores, são alcançadas taxas de transferência de calor muito altas.

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Classificação de acordo as características de construção:

Trocadores TubularesSão geralmente construídos com tubos circulares, existindo uma variação de

acordo com o fabricante. São usados para aplicações de transferência de calor líquido/líquido (uma ou duas fases). Eles trabalham de maneira ótima em aplicações de transferência de calor gás/gás, principalmente quando pressões e/ou temperaturas operacionais são muito altas onde nenhum outro tipo de trocador pode operar. Este trocadores podem ser classificados como carcaça e tubo, tubo duplo e de espiral.

a. Trocadores de carcaça e tuboEste trocador é construído com tubos e uma carcaça. Um dos fluidos passa por

dentro dos tubos e o outro pelo espaço entre a carcaça e os tubos. Existe uma variedade de construções diferentes destes trocadores dependendo da transferência de calor desejada, do desempenho, da queda de pressão e dos métodos usados para reduzir tensões térmicas, prevenir vazamentos, facilidade de limpeza, para conter pressões operacionais e temperaturas altas, controlar corrosão, etc. Trocadores de carcaça e tubo são os mais usados para quaisquer capacidades e condições operacionais, tais como pressões e temperaturas altas, atmosferas altamente corrosivas, fluidos muito viscosos, misturas de multicomponentes. Estes são trocadores muito versáteis, feitos de umavariedade de materiais e tamanhos e são extensivamente usados em processos industriais.

Figura 1 – Trocador de calor tubular tipo casco e tubo.

b. Trocador tubo duploO trocador de tubo duplo consiste de dois tubos concêntricos. Um dos fluidos

escoa pelo tubo interno e o outro pela parte anular entre tubos, em uma direção de contrafluxo. Este é talvez o mais simples de todos os tipos de trocador de calor pela fácil manutenção envolvida. É geralmente usado em aplicações de pequenas capacidades.

c. Trocador de calor em SerpentinaEste tipo de trocador consiste em uma ou mais serpentinas (de tubos circulares)

ordenadas em uma carcaça. A transferência de calor associada a um tubo espiral é mais alta que para um tubo duplo. Além disto, uma grande superfície pode ser acomodada em um determinado espaço utilizando as serpentinas. As expansões térmicas não são nenhum problema, mas a limpeza é muito problemática.

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Trocadores de calor Tipo PlacaEste tipo de trocador normalmente é construído com placas planas lisas ou com

alguma forma de ondulações. Geralmente, este trocador não pode suportar pressões muito altas, comparado ao trocador tubular equivalente.

Figura 2 – Trocador de calor tipo placa.

Classificação de acordo com a compaticidade.Compaticidade é a razão entre a área da superfície de transferência de calor em

um dos lados do trocador de calor e o volume.

Trocador CompactoA relação entre a área e o volume é maior do que 700 m 2/m3 em um dos lados,

independente do projeto estrutural. Exemplo: radiadores de automóveis (1100 m2/m3), pulmões humanos (20000 m2/m3).

Trocador Não CompactoDe 70 a 500 m2/m3. Exemplo: Trocador de calor tipo casco e tubo.

Classificação de acordo com a disposição das correntes.

Correntes ParalelasOs fluidos quente e frio entram na mesma extremidade do trocador de calor,

fluem na mesma direção e saem na outra extremidade.

Contra-CorrenteOs fluidos quente e frio entram em extremidades opostas do trocador de calor e

fluem em direções opostas.

Correntes CruzadasOs fluidos escoam em direção e sentidos ortogonais.

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Escoamento multipasseIntensifica a eficiência global, acima das eficiências individuais. Obs.: Passe é o

percurso do tubo de comprimento igual ao comprimento do casco.

Integração Energética

A integração energética consiste na associação e combinação de processos ou operações inicialmente independentes que resulta numa troca de energia vantajosa entre ambos. Em trocadores de calor, a integração energética consiste no aproveitamento do calor das correntes quentes para aquecer as correntes frias com o concomitante resfriamento das correntes quentes. Isto é realizado através de redes de trocadores de calor. Estas redes são sistemas de integração energética que promovem a troca térmica entre as próprias correntes de um determinado processo, visando maximizar a utilização do calor disponível nas correntes quentes no aquecimento das correntes frias. Desta maneira minimiza-se a utilização e o consumo das utilidades necessárias para completar o aquecimento ou o resfriamento das correntes do processo.Através de várias técnicas de programação matemática, tais como o método SIMPLEX e Branch and Bound, é possível realizar o projeto de redes de trocadores de calor, evidenciando o número mínimo de unidades de troca térmica necessárias, a alocação de trocadores na rede e outras características importantes na otimização energética.

Rotâmetro

O rotâmetro é o mais conhecido medidor de fluxo de área variável. É constituído por um tubo cônico, com o diâmetro menor no lado inferior, dentro do qual existe um flutuador ou bóia. É através da parte menor do tubo que o fluido entra. A bóia pode mover-se livremente na vertical, subindo ou descendo no tubo, conforme aumenta ou diminui o fluxo. O tubo possui uma escala de medida onde podemos ler diretamente o valor do fluxo através da borda de cima da bóia. A bóia deverá ter uma densidade superior à do fluido.

Os rotâmetros são bastante utilizados na indústria química, farmacêutica, petroquímica, alimentar e mecânica. São também bastante comuns em laboratórios e no tratamento de águas.

O fluido - gás ou líquido - desloca-se no rotâmetro da base para o topo, resultando num movimento axial da bóia. Ao longo do comprimento do tubo existe uma relação entre o diâmetro da bóia e o diâmetro interior do tubo. Se o fluxo é constante, a diferença de pressão sobre a bóia iguala o peso efetivo da bóia e então esta “fixa-se” na posição que define o fluxo. O fluxo é uma função da altura da bóia.

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Figura 3- Rotâmetro.

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MATERIAIS E MÉTODOS

O equipamento utilizado neste experimento para a troca de calor entre uma corrente de água quente e outra fria é apresentado na Figura 4.

Figura 4 – Trocador de calor utilizado no experimento.

De acordo com as disposições dos registros, podem-se obter fluxos em contracorrente ou em paralelo.

Figura 5 – Trocador de calor utilizado no experimento disposto em corrente paralela.

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Figura 6 – Trocador de calor utilizado no experimento disposto em contracorrente.

Para a circulação de água fria pelo trocador de calor, é necessário primeiramente manter R8, R7 e R5 fechados e R10 e R6 abertos. R1, R2, R3 e R4 devem ser usados de acordo com o tipo de fluxo que se queira, ou seja, em paralelo ou em contracorrente.

Neste experimento, foram utilizados termopares para determinarem as temperaturas de entrada e de saída das correntes de água quente e água fria. Os termopares estão conectados a um Datalogger DTL-1214, que fornece a saída dos dados de temperatura registrados.

Correntes paralelas: inicialmente aqueceu-se a água que está no recipiente com o acionamento de resistências elétricas. Neste caso abriram-se as válvulas R2, R3, R6 e R10 para o ajustamento da vazão de água fria desejada no experimento. O controle da vazão foi feito com a medida obtida pelo rotâmetro, o que permitiu que se mantivesse as quantidades de água de cada corrente constante. Ajustou-se a vazão através da válvula R2. Após o ajuste, a válvula R7 foi aberta e depois foram fechadas as válvulas R6 e R10 e para a corrente quente foi aberta completamente às válvulas R12 e R9. Acionou-se a bomba para medição da vazão de água quente, ajuste feito com o fechamento lento da válvula R9 e controle da válvula R11 através do rotâmetro. Uma vez ajustada a vazão de água quente, os dados de temperatura foram medidos até que o estado estacionário fosse atingido.

Contracorrente: o procedimento foi semelhante, com a diferença de que a vazão de água fria foi ajustada mantendo as válvulas R1, R4, R6 e R10 abertas (as demais permanecem fechadas) e ajuste da vazão de água quente foi feito através da válvula R11.

RESULTADOS

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Correntes ParalelasAtravés do rotâmetro, a vazão da água fria fixada na posição 2 que corresponde

a 2809,82 ml/min e a vazão de água quente fixada em três posições diferentes: 6 (14383,90 ml/min), 4 (7703,51 ml/min) e 2 (2809,82 ml/min).

Os dados coletados e já calculados são demonstrados abaixo:

Fria na posição 2Quente na 6 Quente na 4 Quente na posição 2

TEQ TSQ TEF TSF Ttanque TEQ TSQ TEF TSF Ttanque TEQ TSQ TEF TSF Ttanque55.7 53.2 18.9 32.8 58.8 57.3 52.3 18.9 31 59.2 65.2 52.3 18.9 29.9 6755.8 53.4 18.9 32.9 59.2 57.3 52.1 18.9 31 59.1 65.5 52.3 18.9 30 67.256.1 53.5 18.9 33 59.1 57.1 52 18.9 31 58.9 65.5 52.6 18.9 30 67.456.2 53.5 18.9 33 59.4 57 51.9 18.9 31 58.8 65.8 52.6 18.9 30 67.756.4 53.6 18.9 33.3 59.5 57 51.7 18.9 31 58.8 66.1 52.6 18.9 30 68.1

Média 56.04 53.44 18.9 33 59.2 57.14 52 18.9 31 58.96 65.62 52.48

18.9 29.98

67.48

DTln 27.96 28.76 33.15Qq 37.40 39.60 37.93Qf 39.62 34.00 31.13

Qmédio 38.51 36.80 34.53U*A 1.38 1.28 1.04

Qmax 104.36 107.45 131.27Eficiência 0.37 0.34 0.26

ContracorrentesAtravés do rotâmetro, a vazão da água fria fixada na posição 5 que corresponde

a 11334,10 ml/min e a vazão de água quente fixada em três posições diferentes: 6 (14383,90 ml/min), 4 (7703,51 ml/min) e 2 (2809,82 ml/min).

Os dados coletados e os devidos cálculos são mostrados abaixo:

Fria na posição 5Quente na 6 Quente na 4 Quente na posição 2

TEQ TSQ TEF TSF Ttanque TEQ TSQ TEF TSF Ttanque TEQ TSQ TEF TSF Ttanque24.9 24 20.2 21.8 24.8 24 22.9 20.4 21.5 24.1 25.7 23.5 20.4 21.5 25.724.5 23.6 20.3 21.7 24.3 24.2 22.9 20.4 21.5 24.1 25.9 23.6 20.4 21.5 26.124.2 23.6 20.4 21.8 24.1 24.2 23.1 20.4 21.5 24.1 26.1 23.6 20.4 21.5 26.324 23.3 20.4 21.7 23.9 24.2 23.2 20.4 21.5 24.1 26.5 23.9 20.4 21.5 26.424 23.2 20.4 21.6 23.8 24.2 23.3 20.4 21.5 24.1 26.5 23.9 20.4 21.5 26.4

Média 24.32 23.54 20.34 21.72 24.18 24.16 23.08 20.4 21.5 24.1 26.14 23.7 20.4 21.5 26.18DTln 2.89 2.67 3.93Qq 11.22 8.32 6.86Qf 15.64 12.47 12.47

Qmédio 13.43 10.39 9.66U*A 4.65 3.89 2.46

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Qmax 45.11 28.97 16.13Eficiência 0.30 0.36 0.60

Novamente repete-se o experimento apenas alterando a vazão, neste caso a vazão da água fria é fixada na posição 1 que corresponde a 2809,82 ml/min e a vazão de água quente é fixada na posição 2 (2809,82 ml/min). Os dados coletados e os devidos cálculos são mostrados abaixo:

Fria na posição 1Quente na posição 2

TEQ TSQ TEF

TSF Ttanque

35.5 33.5 22 28 35.635.7 33.9 22 28 35.835.9 34.1 22 28 3636.1 34.1 22 28.2 36.236.1 34.1 22 28.2 36.2

Média 35.86

33.94

22 28.08

35.96

DTln 9.71Qq 5.62Qf 6.03

Qmédio 5.82U*A 0.60

Qmax 13.74

Eficiência

0.42

Utiliza-se os dados coletados pela outra turma onde a vazão da água fria foi fixada na posição 2 que corresponde a 2809,82 ml/min e a vazão de água quente fixada em três posições diferentes: 6 (14383,90 ml/min), 4 (7703,51 ml/min) e 2 (2809,82 ml/min).

Os dados coletados e os devidos cálculos são mostrados abaixo:

Fria na posição 2Quente na 6 Quente na 4 Quente na posição 2

TEQ TSQ TEF TSF TEQ TSQ TEF TSF TEQ TSQ TEF TSF64.8 50.8 15.4 29 56.1 50.6 15.4 31.2 53 49.9 15.4 32.264.9 50.9 15.4 29 56.1 50.6 15.4 31.4 52.7 49.9 15.4 3265.2 51.2 15.3 29.2 55.9 50.4 15.4 31.5 52.6 49.6 15.4 3265.2 51.2 15.1 29.3 55.8 50.3 15.4 31.6 52.5 49.6 15.4 3265.2 51.3 15.1 29.3 55.8 50.2 15.4 31.7 52.5 49.6 15.4 31.9

Média 65.06 51.08 15.26 29.16 55.94 50.42 15.4 31.48 52.66 49.72 15.4 32.02DTln 35.85998513 29.42486128 26.90279591

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Qq 201.086922 42.5233752 8.2608708Qf 39.056498 45.1819056 46.6992084

Qmédio 120.07171 43.8526404 27.4800396U*A 3.348348014 1.490326156 1.021456643

Qmax 139.929036 113.9101028 104.6938932Eficiência 0.858090025 0.384975865 0.262479871

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ANÁLISE DOS RESULTADOS

Análises dos resultados em Correntes ParalelasPara correntes paralelas, a diferença de temperatura é grande no início e decai ao

longo do trocador. No experimento isto é comprovado, como por exemplo, nas posições:Fria 2-Quente 6:

Início: (56,04-18,9) = 37,14 °C.Fim: (53,4-33) = 20,4 °C.

Fria 2-Quente 4:Início: (57,14-18,9) = 38,24 °C.Fim: (52-31) = 21 °C.

Ao analisar outro fator que influencia na troca térmica, o coeficiente global de troca térmica U, percebe-se que este varia de acordo com a razão de calor trocado pela média logarítmica de temperaturas. Comparando os resultados de U para as diferentes posições da corrente quente, observa-se que, quando a vazão da corrente quente é maior, o valor de U é maior, decresce conforme decresce a vazão. Isto é verificado, pois o valor da quantidade de calor trocado é em função da vazão aplicada.

Por fim, ao analisar a eficiência do trocador, ou seja, o “quão bom” é esse trocador de calor, observa-se que a maior eficiência de troca térmica foi obtida com a corrente quente na posição 6 e a corrente fria na posição 2 e decresce com a diminuição da vazão da corrente quente. O que se comprova pelo fato de que quanto maior a vazão maior a eficiência de troca, pois o movimento torna-se mais turbulento, aumentando a área de troca do sistema.

Análises dos resultados em ContracorrentesPara contracorrente, a transferência ocorre entre as parcelas mais quentes dos

dois fluidos, numa extremidade, e entre as parcelas mais frias, noutra extremidade. O que sugere uma troca térmica maior. No experimento isto é comprovado, como por exemplo, nas posições:Fria 5-Quente 6:

Início: (24,3-21,7) = 2,6 °C.Fim: (23,54-20,34) = 3,2 °C.

Fria 5-Quente 4:Início: (24,16-21,5) = 2,66 °C.Fim: (23,1-20,4) = 2,7 °C.

Da mesma forma que para correntes paralelas, ao analisar o coeficiente global de troca térmica U, percebe-se que este varia de acordo com a razão de calor trocado pela média logarítmica de temperaturas. Comparando os resultados de U para as diferentes posições da corrente quente, observa-se que, quando a vazão da corrente quente é maior, o valor de U é maior, decresce conforme decresce a vazão. Isto é verificado, pois o valor da quantidade de calor trocado é em função da vazão aplicada.

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Pode-se notar que a melhor eficiência obtida ocorreu na configuração vazão quente situada na posição 2 com a vazão da corrente fria na posição 5. Isto ocorre pois a vazão de corrente fria é suficientemente grande ao longo da tubulação para que ocorra uma maior troca de calor entre os fluidos quente e frio.

Já quando se coloca a corrente fria na posição 2, a maior eficiência ocorre quando a corrente quente está na posição 6. Nota-se assim que quanto maior a diferença de vazões maior será a eficiência. Isto ocorre devido ao fato da diferença de temperatura ser maior entre as correntes fria e quente.

Análises dos resultados em Contracorrentes x Correntes Paralelas

Observando os resultados pode-se confirmar que a eficiência em contracorrente é maior que em correntes paralelas, de uma forma geral, considerando as mesmas vazões.

Em relação aos valores obtidos para o coeficiente global de transferência de calor U observa-se uma semelhança entre si, quando comparados com a mesma configuração de vazões para as diferentes correntes.

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CONCLUSÃO

Conclui-se, assim que a eficiência maior é obtida em contracorrente, conforme o esperado. Mas há erros contidos nas eficiências, pois para o seu cálculo, que é a razão entre o calor médio e o máximo, as médias calculadas são constituídas por valores com amplitude demasiadamente grande, como, por exemplo, em contracorrente para vazão fria na posição 5 e quente na posição dois: Qq = 6,86 e Qf = 12,47.

Houve uma concordância entre os valores de U já que a diferença entre uma e outra configuração foi pequena. Porém não se pode afirmar nada em relação às suas veracidades.

Percebeu-se também que quanto maior a diferença entre as vazões das correntes quente e fria maior é a troca de calor devido às diferenças de temperatura, evidentes em cada configuração.

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SUGESTÕES

Implementar um sistema de termopares acoplados ao computador para acompanhamento instantâneo do comportamento das correntes fria e quente e o modo como ocorre a troca de calor ao longo da tubulação e do tempo.

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BIBLIOGRAFIA

INCROPERA, F. P.; DEWITT, D. P.; Fundamentos de transferência de calor e de massa. 5. Ed. Rio de Janeiro: LTC, 2003;

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA. Departamento de Engenharia Química. Operações Unitárias com Transferência de Calor, Prof. Lisiane Terra. Santa Maria. Polígrafo Didático.

KREITH, F., Princípios de Transmissão de Calor, Editora Edgar Blucher, São Paulo, 1998

http://www.demec.ufmg.br/disciplinas/ema003/trocador/calculo.htm

http://m.albernaz.sites.uol.com.br/rotametro.htm

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MEMORIAL DE CÁLCULO

Cálculo da quantidade de calor cedido (corrente de água quente, estado estacionário), para vazão na posição 6, em correntes paralelas:

Cálculo da quantidade de calor recebido (corrente de água fria, estado estacionário), para vazão na posição 2, em correntes paralelas:

Cálculo da quantidade de calor trocada média:

Qq=37,4 cal /min

Qf =39,62 cal /min

Qmédio=Qq+Qf

2

Qmédio=38,51 cal /min

Cálculo da temperatura média logarítmica para trocador em correntes paralelas:

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C p=1,0 cal / g⋅° CT e , q=56 ,04 ºCT s , q=53 ,44 ºC

Qq=mq Cp (T e , q−T s , q )Qq=(14382, 9 mL /min ). 1 cal /g . o C (56 ,04−53 , 44 )ºC /1000 mL/ LQq=37 , 40 cal /min

C p=1,0 cal / g⋅° CT e , f=18 , 9 ºCT s , f=33 ºC

Q f=mf C p (T s, f−Te , f )Q f=(2809 ,82 mL /min ). 1 cal / g .o C (33−18 , 9 )ºC /1000 mL /LQ f=39 ,62 cal /min

Cálculo da temperatura média logarítmica para trocador em contracorrente:

Cálculo do coeficiente global de transferência para trocador em corrente paralela:

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T s , q=53 ,44 ° CT e , q=56 ,04 ° CT e , f=18 , 9 ° C

T s , f=33 °C

ΔT ln=(T e , q−T e , f )−(T s , q−T s , f )ln (T e ,q−T e , f )− ln(T s,q−T s , f )

ΔT ln=27 , 96

T s , q=23 ,54 °CT e , q=24 ,32 °CT e , f=20 ,34 ° C

T s , f=21 ,72 ° C

ΔT ln=(T e , q−T e , f )−(T s , q−T s , f )ln (T e ,q−T e , f )− ln(T s, q−T s , f )

ΔT ln=2 ,89

Qmédio =38,51 cal/minΔT ln=27 , 96 °C

. U . A=Qmed

ΔT ln

U . A=1 ,38 cal /min .° C

Cálculo do coeficiente global de transferência para trocador em contracorrente:

Cálculo da eficiência do trocador de calor:

Para definir a efetividade de um trocador de calor, devemos determinar

inicialmente a taxa máxima possível de transferência de calor, qmáx, no trocador.

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Qmédio =13,43 cal/minΔT ln=2 ,89 ° C

.U . A=Qmed

ΔT ln

U . A=4 ,65 cal /min .° C

Qmédio=38 , 51cal /minQmax=104 ,36 cal /min

η=Qmédio

Qmax

η=0 ,37