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MÉTODO DE ANÁLISE DA EFETIVIDADE - NTU
O método de calculo de trocadores de calor que utiliza a media logarítmica de temperaturas (LMDT) usualmente é utilizado quando os fluidos são conhecidos; as temperaturas são especificadas ou quando podem ser facilmente determinadas pelo Balanço de Energia. Entretanto, em inúmeras situações, o uso do método LMTD requer um procedimento iterativo. Nestas situações, o uso de uma alternativa, chamada de método da efetividade - NTU é desejável.
Para definirmos a efetividade de um trocador de calor, devemos primeiro procurar definir a máxima taxa de troca de calor para o trocador em estudo, chamada de qmax.
Naturalmente, o calor trocado, máximo ou o efetivo, é igual, pela primeira lei da
Termodinâmica, à variação de entalpia de qualquer um dos fluidos de trabalho (com a devida consideração de sinal). Para líquidos, geralmente a variação de energia cinética mas para gases, tal variação pode ser significante, especialmente para grandes vazões e/ou grandes variações de temperatura.
Podemos definir então a efetividade como sendo a razão entre a troca de calor efetivamente conseguida pela máxima troca de calor possível, em igualdades de condições.
Isto é: q ε= q max
O perfil de temperatura para um trocador contracorrente é mostrado na Figura 1

Figura 1: Perfil de temperatura de um trocador contracorrente.
A equação de balanço de energia para o fluido frio ( C) e para o fluido quente (H) pode ser escrita como:

q = (mc p ) H (THi − THo ) = (mc p ) C (TCo − TCi ) considerando (mcp)H= CH e (mcp)C=CC e que a variação de temperatura do fluido frio é maior; logo CH>CC. Desta forma temos que CC pode ser considerado Cmin ou a capacidade calorífica mínima. Caso dispomos de uma área infinita para transferência temos que
TCo=THi. A efetividade então é:

ε=

C H (THi − THo ) C max (THi − THo )
=
C C (THi − TCi ) C min (THi − TCi )

a partir da equação que relaciona a troca de calor com o coeficiente global