Ensaios

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Permutador Anelar Funcionamento e Método ε-NTU Ensaios n 5 e 6
o

Elaborado por: Sandra Dias- 080213022 Docente: Luiz Coelho

Transferência de Calor e Massa

Índice
Ensaio nº 5................................................................................................................................................3 Resultados experimentais.........................................................................................................................3 Tratamento de Resultados ........................................................................................................................4 Gráficos do perfil de temperatura.............................................................................................................5 Caudal máximo....................................................................................................................................5 Cálculo para o caudal de água reduzido para metade ..........................................................................7 Ensaio nº6-Metodo ε-NTU .......................................................................................................................9Tratamento de Resultados 2 ...................................................................................................................10 Conclusão ...............................................................................................................................................13

2

Ensaio nº 5
Resultados experimentais
Tabela 1- Valores experimentais do permutador de calor comconfiguração Equicorrente
Equicorrente -Caudal Total Caudal [l/h] Quente 297,5 Frio 450,5 Pressão Água Fria [kg/cm2] Entrada 2,95 Pressão Água Quente [kg/cm2] Saída 0,27 Temperatura Água Fria Entrada 24 Saíd a 14 Temperatura Água Quente Entrada 36 Saíd a 53 Temperatura Intermédia Entrada 19 Saíd a 22

Saída Entrada 0,6 1,13

Tabela 2 – Valores experimentais para metade do caudal de água friaPressão Água Fria [kg/cm2] Entrada 3,15 Saída 0 Temperatura Água Fria Entrada 14 Saída 29 Temperatura Água Quente Entrada 40 Saída 54

Caudal [l/h]

221

Área do tubo interior: Ai = 2Π x ri x L Ai = 2Π x (0,005) x 2 = 0,063 m2 Área do tubo exterior: Ao = 2Π x (0,0075) x 2 = 0,094 m2 Área do tubo isolamento: A = 2Π x (0,0275) x 2 = 0,346 m2

3

Tratamento de Resultados-1
Cálculo dasresistências do tubo interior, exterior e de isolamento: r r r r d 2 0,010 2 Exp 0,015 2 Exp 0,005 m 0,010 2 0,001 0,006 m

d 2 d 2

0,0075 m 0,015 2 0,001 0,0085 m

d 2

Porolon com K= 0,048 W/mºC Cobre com K=395 W/mºC

r r r

∙ ∙ ∙

∙ ∙ ∙

∙ ∙

, , ,


, , ,

3,67
∙ ∙

10 m 10 m

4,50

∙ ,

0,208 m

4

Gráficos do perfil de temperatura

Perfil deTemperaturas no Permutador-Equicorrente
60 Temperatura (ºC) 50 40 30 20 10 0 0 1 2 3 T.Quente(caudal máx) T.Fria(caudal máx) T.Quente(caudal reduzido) T.Fria(caudal reduzido)

Ilustração 1-Gráficos do perfil de Temperatura

Caudal máximo
Cálculo da diferença média logarítmica de temperaturas ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ln ∆ ∆ 39 12

53 36

14 24

39

12 ⇔∆ 39 ln 12

22,9

Cálculo do calor perdidopelo fluido quente q m c ∆T

∆T

53

36

17 4,186 15,56

Interpolação para determinar o Cp c 4,186 4,179 21,11 17 15,56 4183,4 J/Kg

m =0,0826 Kg /s

5

q

0,0826

4,1834

17 ⇔ q

5874,3 W

Cálculo do calor absorvido pelo fluido frio ∆T 26 14 12 4,186 4,195 15,56 10 12 ⇔ q

Fazer interpolação para determinar o Cp c 4,195 12 10 4192 J/Kg

m = 0,125 Kg/s q 0,1254,192 q

6288W

Cálculo do calor perdido para o exterior do permutador q q

q

5874,3

6288

413,7W

Cálculo do calor trocado através do tudo interior O calor trocado através do tudo interior é igual ao calor perdido pelo fluido quente, assim, tem-se: q q

q



5874,3W

Cálculo do coeficiente global de transmissão de calor entre os fluidos baseado na área interior q


U...
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