Análise de Trocadores de Calor: Método Tml e Arranjos Térmicos

Análise de trocadores de calor Parte 2 Método Tml outros arranjos Unisinos Sistemas térmicos Profa Jacqueline Copetti Disposição das correntes passes múltiplos 12 Casco E 24 Casco F Fluxo dividido Casco J Casco e tubos normas TEMA Casco G Disposição de correntes Correntes cruzadas Ambos os fluidos não misturados Fluido frio fluido 2 Fluido quente fluido 1 Um fluido misturado e outro não Unisinos Sistemas térmicos Profa Jacqueline Copetti Ambos fluidos não misturados fluido 1 não misturado fluido 2 misturado Ambos fluidos misturados Unisinos Sistemas térmicos Profa Jacqueline Copetti Disposição de correntes passes múltiplos Unisinos Sistemas térmicos Profa Jacqueline Copetti ALETADOS Disposição de correntes passes múltiplos Placas Unisinos Sistemas térmicos Profa Jacqueline Copetti Limitações do uso da DTML O uso da DTML como diferença de temperatura efetiva é limitado pelas hipóteses Unisinos Sistemas térmicos Profa Jacqueline Copetti TmF Tmcc O fator F pode ser derivado analiticamente levando em consideração a configuração do trocador de calor em questão passes múltiplos correntes cruzadas etc Unisinos Sistemas térmicos Profa Jacqueline Copetti ΔTmlcc ΔTml Se uma das correntes se mantiver a uma temperatura constante mudança de fase então P ou R serão igual a zero e o fator de correção F1 ou Unisinos Sistemas térmicos Profa Jacqueline Copetti Utilizar como critério F 085 MUDANÇA DE FASE FATOR F PARA TROCADORES MULTIPASSE CASCO E TUBOS 12n 1 passe no casco e 2 ou mais passes nos tubos Sistemas térmicos Profa Jacqueline Copetti t fluido frio T fluido quente 24n 2 passes no casco e 4 ou mais passes nos tubos Unisinos Sistemas térmicos Profa Jacqueline Copetti t fluido frio T fluido quente Unisinos Sistemas térmicos Profa Jacqueline Copetti Fluxo dividido Casco J Casco G Trocadores com escoamento cruzado das correntes Unisinos Sistemas térmicos Profa Jacqueline Copetti Passe simples Ambos os fluidos não misturados t fluido frio T fluido quente Unisinos Sistemas térmicos Profa Jacqueline Copetti Trocadores com escoamento cruzado das correntes Passe simples Um fluido não misturado e outro misturado t fluido frio T fluido quente Fator f para trocadores multipasse casco e tubos 12n 1 passe no casco e 2 ou mais passes nos tubos Sistemas térmicos Profa Jacqueline Copetti 24n 2 passes no casco e 4 ou mais passes nos tubos b Qual a área de troca térmica necessária 2 Um trocador de calor tubo aletado de fluxo cruzado usa gás de exaustão de uma turbina para aquecer água pressurizada Para uma área de superfície de 10 m² determine o coeficiente global de transferência de calor como uma função das condições operacionais Considere que a taxa de massa do gás é de 2 kgs e a temperatura de entrada do gás no trocador é de 325ºC A taxa de massa de água é de 05 kgs a temperatura de entrada é 25ºC e a saída de 150ºC Usar as propriedades do ar para o gás U A10 m² Trocadores com escoamento cruzado das correntes ambos os fluidos não misturados passe simples 3 Vapor dágua saturado a 014 bar é condensado em um trocador de calor casco e tubos 12 com 130 tubos de latão e cada tubo com um comprimento por passe de 2m Os tubos têm diâmetros interno e externo de 134 e 159 mm respectivamente Água de resfriamento entra a 20ºC 125 ms e sai a 41ºC O coeficiente de transferência de calor associado à condensação é de 13500 Wm²K a Determine o coeficiente global de transferência de calor a taxa de condensação do vapor e a variação de temperatura média logarítmica Dados CT 12 1 passe casco e 2 passes tubos e 130 tubos Ltubo2m di134 mm e de159 mm 5256 ºC 20 ºC 41ºC 5256 ºC Perfil de temperaturas Quando uma das correntes de fluido muda de fase F1 Arranjo em paralelo ou contracorrente dá a mesma Tml Coeficiente de transferência de calor convectivo interno escoamento da água Coeficiente Global de transferência de calor limpo UL Unisinos Sistemas térmicos Profa Jacqueline Copetti b Com todas as outras condições mantidas constantes mas considerando mudanças no coeficiente global plote a temperatura de saída da água de resfriamento e a taxa de condensação do vapor como uma função da taxa de massa de água de 10 a 30 kgs