Trocadores de Calor Aula 2 (1000000.pptx

trocador de calor

1. PROF: RUBENS MARQUES CURSO: TÉCNICO EM MECÂNICA DISCIPLINA: “MÁQUINAS TÉRMICAS II” TEMA DA AULA : “TROCADORES DE CALOR AULA II”

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18. TROCADORES DE CALOR CÁLCULO DE UM TROCADOR DE CALOR O problema de projeto é o da escolha do tipo apropriado de trocador de calor e o da determinação da área superficial de Transferência de Calor . Método MLDT (Média Logarítmica das diferenças de Temperatura) Método  -NUT (Números de unidades de Transferência) O uso do método MLDT é facilitado com o conhecimento das temperaturas de alimentação e de saída dos fluidos quente e frio

19. TROCADORES DE CALOR 1 – CÁLCULO DE UM TROCADOR DE CALOR Método MLDT (Média Logarítmica das diferenças de Temperatura) Pela segunda lei da termodinâmica q Pela Termodinâmica o fluxo de calor q é dado por:

20. TROCADORES DE CALOR q = fluxo de calo ṁ = fluxo de massa c = calor específica ∆T = variação de temperatura Fluido frio (ganha calor) Fluido quente (cede calor) Considerando as condições adiabáticas q é dado por: U = Coeficiente global de temperatura A = Área total do tudo ou tubos

21. Pelo método MLDT ou DTML – média logarítmica das diferenças de temperatura, teremos Onde: U = coeficiente global de temperatura A = Área total de troca de calor TROCADORES DE CALOR

22. TROCADORES DE CALOR Seja dado um tubo do tipo:

23. TROCADORES DE CALOR Onde: h = entalpia R = raio k = condutividade térmica L = comprimento do tubo ln = logarítmo neperiano

24. TROCADORES DE CALOR Então: Igualando estas duas equações, temos: Simplificando ∆T, temos: Quando a espessura do tubo for muito fina ou seja:

25. TROCADORES DE CALOR Então: Dividindo tudo por A, teremos:

26. TROCADORES DE CALOR Então, as equações são:

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34. TROCADORES DE CALOR T =temperatura do fluido quente t= temperatura do fluido frio Lm /Km = resistência térmica por condução 1/ hi = resistência térmica por convecção na superfície interna 1/ ho = resistência térmica por convecção na superfície externa Δtm = variação média de temperatura U = coeficiente Global ƩR = Soma das resistências térmicas Q= calor trocado A = Área total Ai = elemento de área L = comprimento do tubo Δt = variação de temperatura Ln = logaritimo neperiano

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37. TROCADORES DE CALOR Considerando um sistema contracorrente temos, geralmente ambos os fluidos sofrem variações de temperatura que não são lineares quando as temperaturas são plotadas contra o comprimento. Entretanto, existe uma vantagem para uma dedução baseada numa curva de T – t contra L, uma vez que ela permita identificação da diferença de temperatura em qualquer parte ao longo do comprimento do tubo. Para dedução da diferença de temperatura entre dois fluxos, as seguintes hipóteses devem ser feitas: o coeficiente total de transmissão de calor é constante em todo o comprimento da trajetória, o calor específico é constante em todos os pontos da trajetória, não existem mudanças de fase parciais no sistema e as perdas de calor são desprezíveis; então

38. TROCADORES DE CALOR Assim temos que a taxa de calor transferidas.

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40. TROCADORES DE CALOR FIM