Determinação do Coeficiente Global em um Trocador de Calor Tipo Duplo-Tubo

UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO
Faculdade de Engenharia e Arquitetura
Curso de Engenharia Mecânica

Experimento n° 05
Determinação do Coeficiente Global em um Trocador de Calor Tipo Duplo-Tubo

Grupo 05

Passo Fundo - RS
17/04
DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE GLOBAL EM UM TROCADOR DE CALOR TIPO DUPLO-TUBO
1 OBJETIVO
Determinar o coeficiente global de troca de calor de um trocador de calor do tipo duplo-tubo.
Comparar dados experimentais com os previsto pelos métodos de projeto para esse tipo de trocador de calor.
2 INTRODUÇÃO
O trocador de calor tipo duplo-tubo é o mais simples trocador de calor que pode ser construído. Ele consiste em dois tubos montados concentricamente de tal forma que um fluido circula pelo tubo interno e o outro fluido circula pelo ânulo formado pelos dois tubos, como pode ser visto na figura 1.

Figura 01 – Esquema de um trocador de calor tipo duplo tubo

O coeficiente global de troca de calor U é um fator muito importante na análise de um trocador de calor e pode ser difícil de ser determinado. Ele depende das resistências térmicas de convecção e a resistência térmica de condução na parede do tubo. Além disso, depósitos de sujeira (incrustações) devido a características dos fluídos causam um aumento significativo da resistência térmica por condução, alterando significativamente o coeficiente global de troca de calor. A troca de calor no trocador de calor pode ser descrita por: (1) onde U é o coeficiente global de troca de calor, A é a área efetiva de troca de calor e o ΔTml é a diferença de temperatura média logarítmica dada pela equação 2. (2) sendo: (3) (4)
Além disso, o calor trocado por cada corrente de fluído pode ser avaliado através do balanço de energia em cada uma das correntes, fornecendo: (5) (6) ondeé o fluxo de calor trocado entre as correntes de fluido, m é o fluxo mássico, C é o calor específico, os índices f e q indicam frio e quente , e e s indicam entrada e saída, respectivamente. O calor cedido pelo