Lista1

LISTA DE EXERCÍCIOS 1

Análise de trocadores de calor usando a Diferença de Temperatura Média Logarítmica e Método da Efetividade

1. Um trocador de tubos coaxiais, em contracorrente, é usado para resfriar o óleo lubrificante de uma turbina a gás de grande porte. A vazão da água de refrigeração, através do tubo interno (Di=25 mm) é de 0,2 kg/s, enquanto do tubo do óleo, através do anel externo (De=45mm) é de 0,1kg/s. O óleo e a água entram nas temperaturas de 100 e de 30C. Qual deve ser o comprimento do tubo para que a temperatura de saída do óleo seja 60C?
R: L=66,5m

2. Vapor com 90% de título e pressão de 1,43 bars está condensando no espaço anular de um T.C. duplo tubo de 5m de comprimento. Alimento líquido (cp=3,9 kJ/kgC) escoa a uma taxa de 0,5 kg/s no tubo interno (diâmetro de 5 cm) com temperatura na entrada de 40C e temperatura na saída de 80C.
a) calcule o coeficiente global de T.C.
b) se a resistência de transferência de calor condutiva é desprezível e o coeficiente de T.C. convectivo no lado do vapor é muito grande, estimar o coeficiente de T.C. convectivo para o alimento líquido.

3. Quer-se projetar um trocador de calor de casco e tubos para aquecer 2,5 kg/s de água, de 15 a 85C. O aquecimento se fará por uma corrente de óleo a 160C que passa do lado do casco do trocador. O óleo tem um coeficiente médio de convecção de he=400W/m2K na superfície externa dos tubos. Água passa por 10 tubos no interior do casco. Cada tubo tem uma parede delgada, diâmetro de 25 mm e faz 8 passes dentro do casco. a) Qual é a vazão do óleo se a sua temperatura na saída do trocador for 100C? b) Qual deve ser o comprimento dos tubos para que se possa realizar o aquecimento proposto?
R: m=5,19kg/s e L=37,9 m

4. Uma corrente de gases de descarga quentes entra a 300C num T.C. com correntes cruzadas e tubos aletados e sai a 100C. Os gases são usados para aquecer água pressurizada de 35 a 125C, a uma vazão de 1 kg/s. O calor específico dos gases é