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TEXTO DE APOIO TÉCNICO - UNIDADE 10

trocadores de calor: MÉTODO DE PROJETO

TROCADORES DE TUBO DUPLO

EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO

1. Trocador de tubo duplo tolueno-benzeno em contracorrente: deseja-se aquecer 9.820,0 lb/h de benzeno frio de 80 a 120 ºF usando-se tolueno quente que é resfriado de 160 a 100 ºF. As densidades relativas a 68 ºF são 0,88 e 0,87, respectivamente. As outras propriedades dos fluidos estão informadas abaixo. Um fator de incrustação de 0,001 é aceitável para cada corrente, e a queda de pressão permitida em cada corrente é de 10,0 psi.

Dispõe-se de certo número de grampos de 20 ft com tubo IPS de 2 por 1 1/4 in. Quantos grampos são necessários?

1.1. Informações Adicionais:

a) Temperatura média do tolueno: ___ ºF.

b) Temperatura média do benzeno: ___ ºF.

c) Calor específico do tolueno a 130 ºF: cP,T = _____ Btu/lb.ºF

d) Calor específico do benzeno a 100 ºF: cP,B = _____ Btu/lb.ºF

e) Viscosidade do tolueno a 130 ºF: μT = ____ cP = ____ lb/h.ft.

f) Viscosidade do benzeno a 100 ºF: μB = ____ cP = ____ lb/h.ft.

1.2. Valores de Saída:

1.2.1. Taxa de calor absorvido pelo benzeno, em Btu/h:

QB = mB . cP,B . ΔTB

1.2.2. Vazão mássica de tolueno, em lb/h:

QB = QT

QT = mT . cP,T . ΔTT

mT = QT ÷ (cP,T . ΔTT)

1.2.3. Diferença de temperatura média logarítmica, em ºF:

Referência
Fluido quente
Tolueno (ºF)
Fluido frio
Benzeno (ºF)
Diferença de Temperatura (ΔT)
Entrada do Tolueno

(ΔT2)
Saída do Tolueno

(ΔT1)

MLDT = (ΔT2 – ΔT1) ÷ [ 2,30 . log (ΔT2 ÷ ΔT1) ]

1.2.4. Áreas de escoamento, em ft2:

1.2.4.1. Fluido quente (tolueno), área de escoamento anular:

a) Tubo IPS com Ø nominal de 2 in: DE = 2,380 in; DI = 2,067 in.

b) Tubo IPS com Ø nominal de 1 1/4 in: DE = 1,660 in; DI = 1,380 in.

c) D2 = ______ ft.

d) D1 = ______ ft.

AA = [  . (D22 – D12) ] ÷ 4

1.2.4.3. Fluido quente, diâmetro equivalente da área de escoamento, em