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TA 733 A – Operações Unitárias II Aula 15 -Coeficiente Global de Transferência de Calor -Análise de Trocadores: Uso da Média Logarítmica das Diferenças.

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1 TA 733 A – Operações Unitárias II Aula 15 -Coeficiente Global de Transferência de Calor -Análise de Trocadores: Uso da Média Logarítmica das Diferenças de Temperatura

2 Revisão – Resistência Térmica

3 Revisão – Aletas

4 O Coeficiente Global de Transferência de Calor - Coeficiente global de transferência de calor com a inclusão dos efeitos relativos à incrustação e às aletas:

5 O Coeficiente Global de Transferência de Calor - Taxa de transferência de calor: - Eficiência global da superfície aletada:

6 O Coeficiente Global de Transferência de Calor - Coeficiente global de transferência de calor para trocadores de calor tubulares não-aletados:

7 O Coeficiente Global de Transferência de Calor - Fator de inscrustação R i (Resistência térmica adicional)

8 O Coeficiente Global de Transferência de Calor - Valores representativos para coeficientes globais de transferência de calor:

9 B) Tipos de arranjo de escoamento B.1) Paralelo:os dois fluidos entram do mesmo lado do equipamento e escoam paralelamente em direção à saída, transferindo calor ao longo do caminho. TemperaturaTemperatura distância da entrada do trocador, x dq q = fluido quente f =fluido frio e = entrada do trocador s = saída do trocador T é função de x sempre: do ponto de vista da transferência de calor este arranjo é desvantajoso; pode ser empregado no caso de produtos termolábeis para evitar superaquecimento

10 B.2) Contra-Corrente:os dois fluidos entram em lados opostos do equipamento e escoam em contra-corrente. dq dx Temperatura x T f s pode ser > T q s : mais eficiente do ponto de vista da transferência de calor ; ( T médio ) contra-corrente > ( T médio ) paralelo : a mesma quantidade de calor (q) pode ser transferida em uma menor área de transferência no arranjo contra-corrente em comparação com o paralelo.

11 B.3) Quando há mudança de fase:Condensadores e Evaporadores

12 C) Projeto de Trocadores de Calor Envolve:Análise térmica: balanço de entalpia e cálculos de transferência de calor; P dos fluidos escoando (bombeamento dos fluidos vs. valores de h e U); Análise estrutural: projeto mecânico e considerações de fabricação; Análise de custos.

13 1) Análise térmica: Suposições : U constante ao longo de todo o trocador; Em cada secção perpendicular do trocador as temperaturas dos fluidos podem ser representadas por temperaturas médias volumétricas; Perdas de calor para o ambiente são nulas e o processo ocorre em regime permanente (equipamento já aquecido); Calores específicos dos fluidos são constantes.

14 Arranjo em paralelo: Vazão mássica do fluido quente, kg/h Vazão mássica do fluido frio, kg/h Calor específico do fluido quente, Kcal/kg. o C Calor específico do fluido frio, Kcal/kg. o C

15

16 ==

17 Arranjo em contra-corrente: ==

18 Média Logaritmica das Diferenças de Temperatura nas Extremidades 1 e 2 do Trocador Usamos: Extremidade 1Entrada do fluido quente Extremidade 2Saída do fluido quente Mas a definição das extremidades é arbitrária, não influi no resultado T ml em inglês é LMTD


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