Trocadores de Calor

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UNIVERSIDADE CEUMA

CURSO DE ENGENHARIA DE PETRÓLEO

DISCIPLINA: TROCADORES DE CALOR

PROFESSOR: LOURYVAL COELHO PAIXÃO

Marco Antônio Ramalho Cutrim – CPD: 976982

Atividade

São Luís - MA

-2015-

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Marco Antônio Ramalho Cutrim – CPD: 976982

Trocador de Calor

Atividade solucionada apresentada à disciplina de Trocadores de Calor, como requisito parcial para obtenção de nota do primeiro bimestre do oitavo período do Curso de Engenharia de Petróleo e Gás, da Universidade CEUMA.

Professor (a): Msc. Louryval Coelho Paixão.

São Luís - MA

-2015-

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“O petróleo faz a política da paz e a política da guerra.”                          

                                                    (Walter Levy)

SOLUÇÃO

 - Pretende-se projetar um trocador de calor casco e tubos para aquecer 2,5 Kg/s de agua de 15°C a 85°C. O aquecimento se fara por uma corrente de óleo de máquina quente, a 160°C, que passa por entre tubos. O óleo tem o coeficiente conectivo h˳= 400w /m²K na superfície externa dos tubos. A agua passa por 10 tubos (serpentina) no interior do trocador de calor. Cada tubo tem D=25 mm de diâmetro e paredes de espessura desprezível.

A – Qual a vazão de óleo em kg/s, para que este saia a 100°C ?

B – Qual o comprimento dos tubos  para que se possa realizar o aquecimento proposto ?

Hipóteses:

1. A perda de calor para o ambiente é desprezível;
2. Sem variações de energia potencial e cinética;
3. Propriedades constantes;
4. Desprezada a incrustação;
5. Condições de escoamento plenamente desenvolvidas;

Dados
Óleo	Água	Outros dados
Th,i	160°C	Tc,i	15°C	DTUBOS	25 mm
Th,o	100°C	Tc,o	85°C	ho	400 W/m². K
Cp	2350 J/kg.K	Cp	4181 J/kg.K	₸h	130°C
ṁh	?	ṁc	2,5 kg/s	₸c	50°C
		µ	548x10-6 N.s/m²	F	0,87
		K	0,643 W/m.K
		Pr	3,56

1. Cálculo de “q” total.

q = ṁc . Cp,c (Tc,o – Tc,i)

q = 2,5 x 4181 x (85 – 15)

q= 7,31x105 W 

1. Cálculo da vazão ṁh (hidráulica).

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     5,19 kg/s[pic 5]

1. Cálculos do número de Reynolds (usando a vazão/tubos).

ReD= [pic 6]

ReD =  = 23246[pic 7]

ReD = 23246            Escoamento turbulento[pic 8]

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