TROCADORES DE CALOR 1.2 CLASSIFICAÇÃO DE TROCADORES DE CALOR. a análise térmica; o projeto mecânico preliminar; o projeto de fabricação;
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- Moisés Santana Oliveira
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1 ROADORES DE ALOR.- INRODUÇÃO: O r d tra d alr ntr di luid u tã m dirnt tmratura arad r uma ard ólida rr m muita aliaçõ da ngnharia. O uiamnt uad ara imlmntar ta tra ã dnminad tradr d alr aliaçõ íia dm r nntrada m auimnt ndiinamnt d ambint ruraçã d alr r uími t. m aliaçõ mai mun dt ti d uiamnt tm : Audr rriadr ndnadr varadr trr d rrigraçã aldira t. O rjt mlt d tradr d alr d r ubdividid m trê a riniai : a análi térmia; rjt mâni rliminar; rjt d abriaçã; Nt ur rá nada a análi térmia u nit na dtrminaçã da ára d tra d alr rurida dada a ndiçõ d amnt tmratura d luid. O rjt mâni nvlv nidraçõ br rõ tmratura d raçã aratrítia d rrã t. Finalmnt rjt d abriaçã rur a traduçã da aratrítia dimnõ íia m uma unidad u a r ntruída a um baix ut.. LASSIFIAÇÃO DE ROADORES DE ALOR.. LASSIFIAÇÃO DE AORDO OM PROESSOS DE RANSFERÊNIA Nta atgria tradr d alr ã laiiad m: ntat indirt ntat dirt
2 I - ROADORES DE ALOR DE ONAO INDIREO Em um tradr d ntat indirt luid rmanm arad alr é tranrid ntinuamnt atravé d uma ard la ual raliza a tranrênia d alr. O tradr d ntat indirt laiiam- m: tranrênia dirta armaznamnt I.- i d radr d ranrênia Dirta Nt ti há um lux ntínu d alr d luid unt a ri atravé d uma ard u ara. Nã há mitura ntr l i ada rrnt rman m aagn arad. Et tradr é dignad m um tradr d alr d ruraçã u imlmnt m um ruradr. Algun xml d tradr d tranrênia dirta ã tradr d: laa tubular uríi tndida Ruradr ntitum uma vata mairia d td tradr d alr.
3 [Figura -.] I.- radr d armaznamnt Em um tradr d armaznamnt amb luid rrrm altrnativamnt a mma aagn d tra d alr. A uríi d tranrênia d alr gralmnt é d uma trutura hamada matriz. Em a d auimnt luid unt atrava a uríi d tranrênia d alr a nrgia térmia é armaznada na matriz. Ptrirmnt uand luid ri aa la mma aagn a matriz libra a nrgia térmia (m rrigraçã a é invr. Et tradr também é hamad rgnradr.
4 [Figura -.] II ROADORES DE ALOR DE ONAO DIREO tradr luid mituram. Aliaçõ mun d um tradr d ntat dirt nvlvm tranrênia d maa além d tranrênia d alr aliaçõ u nvlvm ó tranrênia d alr ã rara. marad a ruradr d ntat indirt rgnradr ã alançada taxa d tranrênia d alr muit alta. Sua ntruçã é rlativamnt barata. A aliaçõ ã limitada a a nd um ntat dirt d di lux é rmiívl.
5 [Figura -.3].. LASSIFIAÇÃO DE AORDO OM O IPO DE ONSRUÇÃO m tradr tubular d laa d uríi tndida rgnrativ. Outr tradr xitm ma gru riniai ã t. Aui rã tudad ana di rimir. I - ROADORES UBULARES Sã gralmnt ntruíd m tub irular xitind uma variaçã d ard m abriant. Sã uad ara aliaçõ d tranrênia d alr líuid/líuid (uma u dua a. El trabalham d manira ótima m aliaçõ d tranrênia d alr gá/gá rinialmnt uand rõ /u tmratura rainai ã muit alta nd nnhum
6 utr ti d tradr d rar. Et tradr dm r laiiad m araça tub tub dul d iral. I.- radr d araça tub Et tradr é ntruíd m tub uma araça. Um d luid aa r dntr d tub utr l aç ntr a araça tub. Exit uma varidad d ntruçõ dirnt dt tradr dndnd da tranrênia d alr djada d dmnh da uda d rã d métd uad ara rduzir tnõ térmia rvnir vazamnt ailidad d limza ara ntr rõ rainai tmratura alta ntrlar rrã t. radr d araça tub ã mai uad ara uaiur aaidad ndiçõ rainai tai m rõ tmratura alta atmra altamnt rriva luid muit vi mitura d multimnnt t. Et ã tradr muit vráti it d uma varidad d matriai tamanh ã xtnivamnt uad m r indutriai. I.- radr tub dul [Figura -.4] O tradr d tub dul nit d di tub nêntri. Um d luid a l tub intrn utr la art anular ntr tub m uma dirçã d ntralux. Et é talvz mai iml d td ti d tradr d alr la áil manutnçã nvlvida. É gralmnt uad m aliaçõ d una aaidad.
7 I.3- radr d alr m rntina [Figura -.5] ti d tradr nit m uma u mai rntina (d tub irular rdnada m uma araça. A tranrênia d alr aiada a um tub iral é mai alta u ara um tub dul. Além di uma grand uríi d r amdada m um dtrminad aç utilizand a rntina. A xanõ térmia nã ã nnhum rblma ma a limza é muit rblmátia. [Figura -.6] II - ROADORES DE ALOR IPO PLAA
8 Et ti d tradr nrmalmnt é ntruíd m laa lia u m alguma rma d ndulaçõ. Gralmnt t tradr nã d urtar rõ muit alta marad a tradr tubular uivat. [Figura -.7].3 OEFIIENE GLOBAL DE ROA DE ALOR Em tranrênia d alr nit d iint Glbal d ra d alr U é arntad m uma manira d itmatizar a dirnt ritênia térmia uivat xitnt num r d tra d alr ntr dua rrnt d luid r xml. A artir da li d rriamnt d Nwtn: h A.(. (. u nvlv a tmratura da uríi xta a uma da rrnt d luid tndm raiíni ara nvlvr utra art d itma. Em divr mmnt a g d ur d tranrênia d alr tudam a tra d alr ntr luid uríi divira d amnt. m a hiót d rgim rmannt auênia d nt t; utilizam nit da ritênia térmia uivat vntualmnt arntam iint Glbal d ra d alr U. Vjam di xml: ard lana ard ilíndria
9 Dand rigm a iruit térmi uivat: [Figura -.8] Ou ja nta ndiçõ alr trad i rit m: U. A.( b b (. nd b india a tmratura média d mitura d ada um d luid. Pard ilíndria: nidrm a tranrênia d alr ntr luid d a d tub n ix d tub d um tradr multitubular m mtra a igura.9. O alr trad ntr luid atravé da uríi d tub d r btid nidrand a ritênia térmia : [Figura.9]
10 & ( ( R t ttal ( dirnçad tmratura ntr luid ttal h. A i i + R hi h iint d líula d luid intrn xtrn Ai A ára uriiai intrna xtrna d tub R nd ritênia térmia a nduçã n tub nd ttal + h. A nd : (.3 nidrand u a ritênia térmia a nvçã na ard d tub d um tradr é drzívl (tub d ard ina d mtal a uaçã.3 d r rrita da guint rma : & ( A. A h. A i i ttal + h (.4 m bjtiv d uiamnt é ailitar a tra d alr tub mtáli uad ã d ard ina ( ri r. Prtant a ára da uríi intrna xtrna d tub ã arximadamnt iguai u ja A i A. Aim tm u : A.( ttal & + (.5 hi h O iint glbal d tranrênia d alr m um tradr ( U é dinid aim : U + h h i (.6 A uaçã.6 d r lada na guint rma : + U hi h (.7 Lvand a uaçã.7 na uaçã.5 a xrã ara a tranrênia d alr m um tradr ia aim : & U A.( (.8. ttal Quand tudam a tra d alr r nvçã n intrir d dut anai mçam a rlaxar a hiót d tmratura média d mitura ntant a g d amnt. nidram dua ituaçõ ara a ndiçã térmia: lux d alr ntant u tmratura uriial ntant. Aó a dvida análi dtrminam m a tmratura média d mitura d luid varia d mrimnt da uríi:
11 Flux ntant d alr na ard: " P (.9 & ( x x + b i b m. mratura uriial ntant: b ( x ( x ha( x x b i i m& (.0. nd bi india a tmratura média d mitura na ntrada d uiamnt d tra d alr. A ituaçã m um tradr d alr é um u mai mliada i nã tm mai inrmaçõ br lux d alr na ard u br a tmratura uriial (na vrdad ó dm garantir é u nã rã mai ntant. Flizmnt a mairia d nit já diutid aliam aui rmitind uma análi iml. Uma rimira nidraçã dv r ita br a ívi variaçõ d tmratura d ada luid a g d tradr m unçã da dirçã m u a rrnt gum. A dirçõ rlativa d amnt ã iiada abaix mtrada na igura adiant: rrnt ta: uand a rrnt am m dirçõ ta ituaçã (a rrnt aralla: uand a rrnt gum na mma dirçã ituaçã (b rrnt ruzada: uand a rrnt gum m ângul d 90 - ituaçã ( O rjt d tradr d alr uualmnt mça m a dtrminaçã da ára d tra d alr nária ara amdar uma dtrminada ndiçã térmia d uma u da dua rrnt u ntram n tradr a dtrminada tmratura vazõ riam air m dtrminada tmratura r xml iiada m algum nt da linha d rduçã. Arranj Bái d radr: P " b ( x x + b i m &
12 [Figura -.0] Um ti muit mum d tradr d alr é nhid m araça tub m mtrad na igura.. [Figura -.] Nta ituaçã tm um vlum xtrn da araça u abriga inúmr tub u dm azr vári a. Na ituaçã mtrada tm u luid u a l tub aa r di a nuant u luid na araça gu um úni a. Obrv ainda a rnça d dltr intrn u trnam amnt d luid na araça mai nvlvnt m tub ( u vê aha u dria antr m t dltr? A anali da ndiçõ d tra d alr m ituaçõ m divr a é batant mlxa. N tud rtant rá mai dtalhad ara a ituaçã na ual luid aam uma únia vz l tradr..4 - MÉDIA LOGARÍMIA DAS DIFERENÇAS DE EMPERAURAS
13 Um luid dá um a uand rrr uma vz mrimnt d tradr. Aumntand númr d a ara a mma ára tranvral d tradr aumnta a vlidad d luid rtant iint d líula m nünt aumnt da tra d alr. Prém it diiulta a ntruçã limza nar tradr. A ntaçã utilizada ara dignar númr d a d ada luid é xmliiada na igura.. [Figura -.] m rlaçã a ti d amnt rlativ d luid d a d tub ilutrad na igura.3 dm tr amnt m rrnt aralla (luid am n mm ntid rrnt ta (luid am m ntid t. O luid unt (tub ntral ntra à tmratura ai à tmratura. Pr utr lad luid ri (ntr tub ntral a araça ntra à tmratura ai à tmratura. O mrimnt d tradr é L a ára é A. Para ada um dt a d amnt rlativ à variaçã da tmratura d ada um d luid a g d mrimnt d tradr d r rrntada m grái m mtra a igura.4. A dirnça d tmratura ntr luid na xtrmidad d tradr ara a d rrnt aralla ã : ( ( -. N a d rrnt ta a dirnça d tmratura na xtrmidad ( (. O lux d alr tranrid ntr luid m um tradr é dirtamnt rrinal à dirnça d tmratura média ntr luid. N tradr d alr d rrnt ta à dirnça d tmratura ntr luid nã varia tant u aarrta m uma dirnça média mair. m nüênia mantida a mma ndiçõ tradr d alr trabalhand m rrnt ta é mai iint.
14 m a variaçã d tmratura a g d tradr nã é linar ara rtratar a dirnça média d tmratura ntr luid é uada ntã a Média Lgarítmia da Dirnça d mratura (MLD. Dnvlvimnt d álul d (MLD: N n tud irm nidrar uma ára lmntar da d tra d alr m um tradr d rrnt aralla di intgrar rultad r tda a ára. Sã na hiót: Rgim rmannt alr íi nã ã unçõ da tmratura (a vari muit dv uar um valr médi Eamnt ttalmnt dnvlvid (nt a. ra d alr r nvçã h iint glbal U ã ntant Para mçar vam aliar a rimira li da trmdinâmia ara rlainar a uantidad d tra d alr: D Flux Qunt (FQ: D Flux Fri (FF: d m&. d.. (. d m&. d (. Invrtnd a dua uaçõ tm: d. (.5 d (.3 m&
15 d m d. & (.4 m d d ã iguai dm rvr u: d m m d + ( & & (.5 Entrtant dvm lmbrar u r diniçã alr trad d r rit m:.(. U da d (.6 nd U é iint glbal d tra d alr. Subtituind (.6 m (.5 tm-.(.. ( U da m m d + & & (.7 nidrand a hiót ita antrirmnt dm arar a variávi intgrar a uaçã dd A 0 até A A bdnd à iiaçõ: Ára Fluid Qunt Fluid Fri Dirnça Entrada A 0 - Saída A A - Qu rulta m: A U m m.. + & & (.8 Lmbrand a xrõ da rimira li da trmdinâmia ara ada uma da rrnt tm u:.(. m & (.9.(. m & (.0 Entrtant é lar u u hamarm imlmnt d. Aim ( ( [ ] m m / + + & & (. Subtituind a uaçã (. na uaçã (.8 btm ( ( [ ] A U /.. + (. Iland- tm
16 ( + ( ( /( U. A. [ (.3 ] Qu é d ti U. A.. O trm ntr hav é nhid m a dirnça média lgarítmia d tmratura u LMD (d inglê Lg Man mratur Dirn. Orand nt trm dm rvê-l d rma ligiramnt dirnt mai uual: LMD m a guint diniçõ: ntrada aída ntrada ( / ntrada aída aída (.4 Para um tradr d alr d rrnt aralla a ntrada é óbvia. Entrtant ara tradr d rrnt ta u ruzada a ituaçã é um u mai mlxa. Pr it é mum altrarm a diniçã aima ara uma utra: LMD máxima ( / máxima mínima mínima (.5 Exríi.. Num tradr d alr -. nd luid unt ntra a 900 ai a 600 luid ri ntra 00 ai a 500 ual MLD ara : a rrnt aralla; b rrnt ta. a rrnt aralla : min MLD ( min min
17 MLD b rrnt ta : min MLD MLD ( min min BALANÇO ÉRMIO EM ROADORES DE ALOR Faznd um balanç d nrgia m um tradr d alr nidrad m um itma adiabáti tm nrm uma mtrad na igura.5 u alr did l luid unt alr rbid l luid ri & d & r [ m.. ( ] m&..( m&..( m. ( & (.6 & &. (.7 Quand um d luid é ubmtid a uma mudança d a n tradr a ua tmratura nã varia durant a tranrmaçã. Prtant alr trad rá : & m&. H tranrma çã (.8 nd H tranrma çã é alr latnt da tranrmaçã
18 .6. FAOR DE FULIGEM (INRUSAÇÃO m tm vã rmand inrutaçõ na uríi d tra d alr r dntr r ra d tub. Eta inrutaçõ (ujira u rrã vã igniiar uma ritênia térmia adiinal à tra d alr. m lux é dad r tnial térmi & (.9 ma da ritênia é vidnt u ta ritênia térmia adiinal dv aarr n dnminadr da uaçã.9. Eta ritênia térmia adiinal (imblizada r Rd é dnminada atr uligm. Dnvlvnd raiíni imilar btm : & ( A. + h h i ttal + R d (.30 nd R d R di + R d R d R atr uligm R di d atr uligm intrn atr uligm xtrn Nã d rvr a naturza da inrutaçõ nm a ua vlidad d rmaçã. Prtant atr uligm ó d r btid r mi d tt m ndiçõ rai u r xriênia. N itma métri a unidad d atr uligm é dada m ( h.m./kal. Entrtant é mum a nã utilizaçã d unidad a rrir a atr uligm. A tabla. ilutra n itma métri atr uligm aiad m algun luid utilizad indutrialmnt. abla.. Fatr uligm nrmai d algun luid indutriai i d Fluid Fatr Fuligm ( h.m./kal Água d mar 0000 Var d'água 0000 Líuid rrigrant 0000 Ar indutrial Ól d têmra Ól mbutívl 000 O iint glbal d tranrênia d tranrênia d alr lvand m nta aumul d uligm u ja "uj" é btid r analgia : U D + + R h h i d U + R d (.3 A uaçã.3 d r lada na guint rma :
19 + Rd + Rd + R i U U U D d (.3 Prtant a tranrênia d alr m um tradr nidrand iint glbal "uj" ( UD é dada la guint xrã : ( MLD & U D. A. (.33 Exríi.. É djávl aur 980 lb/h d bnzn ( 045 Btu/lb.F d 80 a 0 F utilizand tlun ( 044 Btu/lb.F ual é rriad d 60 ara 00 F. Um atr d uligm d 000 dv r nidrad ara ada lux iint glbal d tranrênia d alr "lim" é 49 Btu/h.t.F. Diõ- d tradr bitubular d 0 t d mrimnt uiad m tub ára íia d 0435 t/t. a Qual a vazã d tlun nária? b Quant tradr ã nári? Fluid Qunt: lun 044Btu lb. F t t 60 F t 00 F Fluid Fri: Bnzn Btu lb 045. F t F 80 0 F U 49Btu h. t. F R d i R d i A 0435 t t a A vazã d tlun d r btida ralizand um balanç térmi : alr did alr rbid (..( m& t.. t t m& t b b m& t m& t ( ( ( &m t 6330 lb h b Para btr númr d tradr é nári alular a ára d tra d alr nária. O MLD d tradr é btid aim :
20 min MLD MLD min 88 min álul d iint glbal nidrand atr uligm ( uj : + Rd + R U 5Btu h t F i d + + D.. U U 49 D álul da ára d tra d alr : ( MLD & U D. A. A U D & ( MLD O alr trad é igual a alr rbid l bnzn rtant : A m Sã nári 505 m d ára d tra d alr. m tub d tradr diõm d uma ára r unidad d mrimnt nhida é ívl alular mrimnt d tub nári : A 50 5 t L 6 t A t t m ada tradr tm tub d 0 t d mrimnt númr d tradr é : 6 n 5 8 n 6 tradr 0.6. FLUXO DE ALOR PARA ROADORES OM MAIS DE UM PASSE Em tradr ti -. é áil idntiiar a dirnça d tmratura ntr luid n trminai. N ntant nã é ívl dtrminar t valr m tradr m mai d um a n tub /u a. A igura.6 mtra um tradr d ti -.
21 [Figura.6] Nt a a tmratura da xtrmidad n a intrmdiári ã dnhida. Em a aim MLD dv r alulada m ara um - trabalhand m rrnt ta rrigida r um atr d rrçã (F. MLD MLD. F (.34 Aim a uaçã d lux d alr m um tradr "uj" trna- : & U... D A MLD F (.35 O valr d atr F ã btid m ába m unçã da razõ adimninai S R. Para ada niguraçã d tradr xit um ába d ti mtrad na igura.7. S t t t R t t (.36 nd t tmratura d ntrada d luid d tub t tmratura d aída d luid d tub tmratura d ntrada d luid d a tmratura d aída d luid d a Para ada valr alulad d S ( m abia ada urva R ( intrlada u nã na igura.7 btém- um valr ara F ( m rdnada. O valr máxim d F é igual a u ja a dirnça média d tmratura rrigida ( MLD d r n máxim igual a MLD alulad ara um -.. It dv a mnr iiênia da tra d alr m rrnt aralla i uand tm mai d um a rrm imultanamnt di rgim d amnt. Dv- rtant nrir (n rjt ta uda d rndimnt na tra d alr é mnada l aumnt d valr d iint d líula n tradr multia.
22 [igura.7] Exríi.3. Em um tradr d alr dul tub 05 Kg/ d água ( 48 KJ/Kg.K é auida d 40 ara 80. O luid unt é ól iint glbal d tranrênia d alr ara tradr é 50 W/m.K. Dtrmin a ára d tra d alr ól ntra a 05 ai a 70. Fluid Qunt : Ól t 05 t 70 Fluid Fri : Água m HO 0 5 Kg 4 8KJ Kg. K U 50 W m. K Balanç érmi : O alr rbid la água é : & m H O.. ( 05( Kg 48( KJ Kg. K [( K] & 5 KJ 5 KW 500W álul d MLD : min K K
23 min 30 5 MLD 7 4K 30 5 min álul da Ára d ra d alr : & U. A. A 3 66 m ( MLD A U. & ( LMD 500W W 50 74K m. K Exríi.4. Em um tradr a-tub ( lb/h d água ( Btu/lb.F é auida d 55 F ara 95F m di a l a r 445 lb/h d ól ( 0453 Btu/lb.F u dixa tradr à 40F aó um a l tub. A ól tá aiad um. d líula d 877 Btu/h.t.F um atr uligm d 0005 à água tá aiad um. d líula d 75 Btu/h.t.F um atr uligm d 000. nidrand u ara tradr atr d rrçã é F095 dtrmin númr d tub d 05 d diâmtr xtrn 6 t d mrimnt nári ara tradr. Fluid Fri (água : h 75Btu h. t. F 55 F 95 F R 0 00 m& 3000 lb h Btu lb. F a a Fluid Qunt (ól : h 87 7Btu h. t. F t? t 40 F R m& 445lb h Btu lb. F di i d Balanç érmi : F O alr rbid la água é : & m&. a.( ( 3000lb h ( Btu lb. F ( F 0000Btu Et alr é rnid l ól : & m&.. t t lb d nd btm : t 00 F [ ] h ( ( h ( 0453Btu lb. F [( t 40 F] álul d MLD : 00 F 95 F 05 F 40 F 55 F 85 F min
24 MLD min min 9465 F álul d iint Glbal : Rdi + Rd U d Btu h. t. F U h h d i álul da Ára d ra d alr Númr d ub Nári : & 0000 & U d. A.( LMD. F A 377m U d. ( LMD. F tub dinívi r t t L 6 t ára nária A 3 77 n 40 5 ára r tub.. r. L n 4 tub Exríi.5. Em um tradr d alr multitubular ( -. m F 095 água ( 488 KJ/Kg.K m. d líula 738 W/m.K aa l a m a úni nuant u ól ( 897 KJ/Kg.K m. d líula 4 W/m.K dá di a l tub. A água lui a 3 Kg/min é auida d 3 ara 35 r ól u ntra a 94 dixa tradr à 60. nidrand atr uligm d 000 ara a água d 0003 ara ól d- : a A vazã máia d ól A ára d tra d alr nária ara tradr d O númr d tub d 05 d diâmtr xtrn 6 m d mrimnt nári.
25 a Balanç érmi : Fluid Fri (água : Fluid Qunt (ól : h 73 8 W m. K 3 35 R 0 00 m& 3 Kg min 4 88 KJ Kg. K h 4W m. K O alr rbid la água é : t 94 t 60 Rdi & m&.( [ 3( Kg min 60( min ] ( 488 KJ m& Kg. K? ( K KJ 3539 Kg. KKW [ ] W. a 3539 a. F 0 95 a i d D alr rnid l ól btm : & 3539KJ & m&..( t t m 05476Kg.( t t KJ 897 [( K ] Kg. K & Kg min b álul d MLD (alulad m um -. m rrnt ta : min K K min MLD 5 77K min álul d iint Glbal : + + Rdi + Rd U d 38 W m. K U h h d i álul da Ára d ra d alr Númr d ub Nári : & U d. A. A 8 54 m ( LMD. F A U d 3539 ( LMD. F & álul d númr d tub : tub dinívi 0 5 r m m L 6 m
26 n ára nária ára r tub n 78 tub A. π. r. L 854 π Exríi.6. O auimnt d um ól lv ( 08 Kal/Kg. d 0 até 0 tá nd it uand um tradr multitubular ti -.8 ( F 08 m um ttal d 80 tub ( Æi 87" Æ" d 3m d mrimnt. Var d'água a 33 ( DHv56 Kal/Kg vazã d 650 Kg/h tá nd uad ara auimnt ndnand n intrir d a. nidrand iint d líula d 840 Kal/h.m. ara ól d 5435 Kal/h.m. ara var u a dnidad d ól é 075 Kg/dm3 d- : a O atr uligm d tradr; b A vlidad d ól n tub d tradr. Fluid Qunt: Var m ndnaçã t H 33 56Kal Kg Fluid Fri:Ól lv 0 l ρ v ól 08 Kal 33 0 Kg. 075 Kg dm t 3 h var h m& ól var 650Kg h 5435Kal Kg 840Kal m 3 h. m. h. m. a N tradr tub dã 8 a. Prtant m ada a xit um ix d 0 tub : 80 n 80 tub n 0 tub r a 8 r m i r m L 3m Balanç érmi : & & r m& var. H v m&. ól. ól m& ól m& ól 709 5Kg álul d MLD : h ( (
27 min MLD min min álul d UD : A (. π. r. L. n m π & & U D. A. LMD. F U D 966Kal A. LMD. F Rd Rd U h h U h h D i R d D i h. m. b álul da vlidad d ól : Ára tranvral d tub r nd aa ól : A ( π. r. n [ π ( 0037 ] m t i ( Kg h m& ól 7095 m& ól ρ ól. vól. A v ól 94 9m 3 3 ρ. A ól v ól 94 9 m h 6 m min 0 36 m ( Kg m Exríi.7. Um tradr d alr dv r ntruíd ara rriar 5000 Kg/h d áll ( 09 Kal/Kg. d 65 ara 40 utilizand Kg/h d água ( Kal/Kg. u tá dinívl a 5. Admitind iint glbal ( uj d tranrênia d alr d 490 Kal/h.m. dtrminar : a O mrimnt d tradr ti dul tub nári nidrand u diâmtr xtrn d tub intrn é 00 mm; b O númr d tub ( 5 mm nári ara um tradr multitubular ti -. m F 09 7 m d mrimnt. Fluid Qunt : Áll t 5 U 65 Fluid Fri : Água D t 40 m& 490Kal h. m. Dul tub: -. :? h ( 09Kal Kg. ( 0 Kal Kg. m água all 30000Kg 00mm 0m 5mm 005m 5000Kg h h
28 a A ára d tra d alr é a ára xtrna d tub intrn d tradr dul tub álul d alr trad : & ( ( Kal h m& all álul da tmratura d aída da água : & ( t t ( t 5 t m& agua.. 34 álul d LMD : min LMD min min álul da ára d tra d alr : & & U D. A. LMD A U. LMD D 4 6m Eta ára é a ára xtrna d tub intrn. Prtant u mrimnt é : 46. π A A A... π.. π.( Ο/ / r L L r. π. 0/ L 3 4 m ( b N a d utilizar um -. LMD m alulad antrirm nt dv r rrigid atravé d atr F :
29 A & U. LMD. F D 46 m O númr d tub d 7 m d mrimnt é : A (. π. r. L. n 84 tub n n A. π. r. L A. π.. L 46 π Exríi.8. Uma "máuina d h" imliiada i ntruída a artir d um tradr ti rntina. Et tradr nit d uma aixa úbia d 50 m d lad ritamnt ilada xtrnamnt nd ram dit 50 m d rntina d 0 mm d diâmtr xtrn. A rntina r nd aa a h ia m ntat m uma mitura gl-água a 0. nidrand. d líula intrn xtrn à rntina iguai a 75 5 kal/h.m. rtivamnt dtrminar : a lux d alr tranrid ara a mitura água-gl nidrand u h ntra a 5 ai a ; b númr d d 300 ml u dvm r tirad m hra ara u a tmratura d h mantnha m nidrand u alr íi a dnidad d h ã iguai a 078 kal/kg. Kg/dm3 rtivamnt; tm d duraçã d gl abnd u iniialmnt u vlum rrnd a 0 % d vlum da aixa. A dnidad alr latnt d uã d gl ã rtivamnt 0935 kg/l 803 kal/kg. radr Srntina L 50m Em aixa úbia d 05m d lad V Fluid Qunt: h t h 0 5 gl 078Kal Kg. 935Kg a O lux d alr d h ara a mitura água/gl nidrand a rntina um tradr d alr d a úni "lim" é : & U. A. MLD A dtrminaçã d iint glbal tranrênia d alr "lim" ( U da ára d tranrênia d alr ( A d MLD é ita a artir d dad rnid : t Fluid Fri: Mitura água/gl ρ m h 5Kal h. m. 3 H h 75Kal h. m. i gl ρ h 0 Kg 803Kal 0mm 00m aixa Kg ( 05 dm m 0 Kg l 3
30 + + U 8 75 Kal h. m. U h h 75 5 i A π 00 (. π. r. L. π.. L m máx mín máx MLD máx mín mín Prtant lux d alr trad ntr h a mitura água/gl é : & U. A. MLD & 9 6 Kal h b O lux d alr trad é did l h. Entã : ( t t 96 m 078 ( 5 Kg h & m&.. & 73 m a dnidad d h é igual à da água tm u : & 73 l h A aagm dta vazã d h l tradr garant u a tmratura d aída d h ja. O vlum d ada é : V 300 ml 0 3 l nhnd a vazã hrária d h n tradr btm númr d hrári : m& 73( l h n& 39 V 03 l &n 39 ( O tradr é uma aixa úbia iniialmnt 0 % d vlum da mma é gl ntã : V 3 3 ( V 0 m gl aixa Utilizand a dnidad d gl dm btr a maa d gl : 3 3 M. V 935Kg m 0 05m 68 Kg gl gl gl A uantidad d alr u ta maa d gl é aaz d abrvr d h é btida a artir d alr latnt d uã d gl :
31 Q H gl. M gl 803Kal Kg 68Kg 938 7Kal Dind d lux d alr hrári did l h btm tm d duraçã d gl : Q Q & t t & t 4 7 h 938 7Kal 9 6 Kal h Exríi.9. Em um tradr -. ntruíd m 460 tub d 6 m d mrimnt diâmtr xtrn d 3/4" 566 Kg/h d ól ( 5 Kal/Kg. é rriad d 80 ara 40 r mi d água ( 0 Kal/Kg. uja tmratura varia 5 a aar l tradr. O ól aa l tub tm iint d líula d 5036 Kal/h.m. a água u aa l a tm iint d líula d 00 Kal/h.m.. Eta rvit um atr uligm d 003. Pd- a tmratura d ntrada aída da água. Para álul d MLD dvm tr tda a tmratura d ntrada aída d luid. Entrtant ara a água tm ana a ua variaçã d tmratura n tradr : 5 FluidQunt: Ól da água n tradr 5 L 6m Eta uaçã rmit liminar uma tmratura inógnita rém MLD ainda iará m unçã da utra tmratura inógnita. t R 5Kal Kg. m& 80 t FluidFri :Água a d 566Kg 40 h 5036 Kal h. m. i 0 Kal Kg. h 00Kal h. m. 003 n 460tub h máx 80 mín 40 A variaçã d tm. da água é nhida : 5 5 land ( 5 55 O MLD agra iará m unçã da tmratura d ntrada da água n a ( : máx 80 máx m unçã d 80 :
32 MLD máx máx mín mín ( 55 ( álul da ára d tranrênia d alr : r m 4 8 A. π. r. L. n π m ( ( álul d alr did l ól : & ( t t ( Kal h m& álul d iint glbal "uj" : + + Rd U D 50 Kal h. m. U h h D i Agra lvam t rultad na xrã d lux d alr m um tradr : & U D. A. MLD Aliad a rridad d lgaritm btm : Atravé da variaçã da tmratura da água btm a ua tmratura d aída ( : EXERÍIOS PROPOSOS : Exríi.0. Um rriadr d ól dv rar m uma ntrada d 38 F uma aída d 03 F m a água d rrigraçã ntrand a 88 F aind n máxim a 98 F. Qual MLD ara ta unidad nidrand : a tradr d alr bitubular m lux m rrnt ta; b tradr d alr bitubular m lux m rrnt aralla; tradr a-tub ti -..
33 Exríi.. Um tradr d alr multitubular ti -. dv r ntruíd ara rriar 800 kg/h d glirina d alr íi 058 kal/kg. dnidad 09 kg/dm3 d 30 ara 40. Diõ- d m3/h d água ( 0 kal/kg. a 5. O iint d líula da glirina é igual a 4 kal/h.m. da água u irula dntr d tub tm valr d 30 kal/h.m.. O tradr d alr vai r it m tub d " d diâmtr xtrn 6 m d mrimnt. É rvit um atr d inrutaçã d 005. Pd- : a a tmratura d aída da água; b númr d tub nári. Exríi.. Em uma indútria 00 tradr d alr a-tub ( -. ada um m 300 tub d 5 mm d diâmtr intrn ã utilizad ara ndnar um var a 50 utilizand- 08 x 08 kg/h d água d rrigraçã ( Kal/Kg. u ntra n tradr a 0. Sabnd- u a taxa d tranrênia d alr n tradr é 7 x 09 kal/h u iint glbal d tranrênia d alr é 3854 Kal/h.m. alul : a a tmratura d aída da água d rrigraçã; b mrimnt d tradr. Exríi.3. Em um tradr a-tub ( Ib/h d água ( Btu/lb.F é auida d 55 F ara 95 F m di a l a r 445 lb/h d ól ( 0453 Btu/lb.F u dixa tradr a 40 F aó um a l tub. A ól tá aiad um iint d líula d 877 Btu/h.t.F um atr uligm d 0005 à água tá aiad um iint d líula d 75 Btu/h.t.F um atr uligm d 000. nidrand u ara tradr atr d rrçã é F 095 dtrmin númr d tub d 05" d diâmtr xtrn 6 t d mrimnt nári ara tradr. Exríi.4. Nita- rjtar uma unidad aaz d rriar Ib/h d um ól lv ( 048 Btu /Ib.F a 00 F utilizand Ib/h d água ( 0 Btu/Ib.F u au d 65 F a 8 F. Sã dinívi divr tradr multitubular ti -. ada um dl m 5 t d mrimnt ntnd 40 tub d 05" d diâmtr xtrn. nidrand um iint glbal lim d 8 Btu/h.t.F um atr d uligm d 000 tant ara ól m ara a água alular númr d tradr nári. Exríi.5. Um tradr ti -. é utilizad ara ré-auimnt d água. Para it tradr utiliza 650 kg/h d var m ndnaçã ttal n a a 50 ( WHv 48 kal/kg. A araça d tradr tm 06 m d diâmtr 9 m d mrimnt tá lalizada m um grand galã uja ard ar tã a 30 iint d líula é 5 kal/h.m.. Vriiu- u a rda la araça rrndm a 0 % d alr
34 did l var. Para rduzir ta rda ara 5% ngnhir taram r atuar na miividad ( da araça atravé d intura. a Dind d 3 tinta ( tinta A : 08; tinta B: 037 tinta : 049 ual i a tinta lhida? b Qual ra a miividad riginal da araça ant da intura? Exríi.6. Dtrminar a ára d tra térmia rurida ara um tradr ntruíd ara rriar 5000 kg/h d áll ( 09 kal/kg. d 65 ara 40 uand 700 kg/h d água ( kal/kg. dinívl a 0. Admitir iint glbal (uj d tranrênia d alr ( UD d 490 kal/h.m. nidrar a guint niguraçõ : a tradr ti -. lux m rrnt aralla; b tradr ti -. lux m rrnt ta ( ual mrimnt d tradr nidrand u mm tm 99 tub d diâmtr xtrn 5 mm? ; tradr ti -. m F 088 ( ual númr d tub nidrand um tradr d 7 m d mrimnt UD 600 kal/h.m.?. Exríi.7. Em uma intalaçã indutrial um tradr d alr a-tub ti -. au kg/h d água ( 0 Kal/Kg. d 60 a r mi d var d'água ndnand a 5 n xtrir d tub. O tradr tm 500 tub d aç ( m d 0 m d mrimnt. Admitind u iint glbal d tranrênia d alr nã altra igniiativamnt uand a vazã d água aumnta u xit dinibilidad ara lvaçã da vazã d var alular : a iint glbal d tranrênia d alr; b a tmratura da água na aída ua vazã máia r lvada m 50 %
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