Trocador de Calor

Fenômenos de Transporte II - Profa Viviane Santos Birchal
CÁLCULO DE UM TROCADOR DE CALOR, DE CARCAÇA E TUBOS PROJETADO PARA
RESFRIAR UMA SOLUÇÃO AÇUCARADA

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Trabalho a ser desenvolvido em grupo de, no máximo, 4 pessoas.
A solução deverá ser implementada no Excel, Matlab ou Mathcad (4 pontos)
Uma memória de cálculo detalhada deverá ser entregue (6 pontos)
Valor total: 10 pontos.
Data de entrega: 29 de novembro de 2013

1. INTRODUÇÃO:
O problema discutido a seguir é baseado em trabalho proposto pelos professores Maria Helena
Miguel e Theo Kieckbusch (UNICAMP) para treinamento dos alunos da disciplina de Operações
Unitárias de Transferência de Calor.
2. ESTUDO DE CASO ESPECÍFICO
Em uma fábrica de alimentos deseja-se utilizar um trocador de calor existente, do tipo carcaça e tubos. Coube ao engenheiro químico a tarefa de avaliar a possibilidade de aproveitar esse equipamento para resfriar uma solução açucarada.
Os seguintes dados são conhecidos:
Vazão mássica da solução açucarada:
8000 kg/h
Concentração da solução açucarada:
20 °Brix
Temperatura da solução na entrada do trocador: 90 °C
Temperatura da solução na saída do trocador:
50 °C
Dispõe-se de água para resfriamento, cuja temperatura é _______ °C
O limite máximo de temperatura para a água na saída é 38 °C.
Os dados físicos do trocador de calor são pré-fixados.
TROCADOR DE CALOR:
1) Características dos tubos:
Diam. Interno: 0,0166 m
Diam. Externo: 0,0191 m (3/4 pol)
Comprimento de cada passe: 5 m
Número total de tubos: 6
Passes do produto: 4

2) Características da carcaça:
Diam. Interno: 0,2032 m

3. QUESTÕES A SEREM RESOLVIDAS
1. Saber se o fluxo de calor que se pode estabelecer no trocador de calor é suficiente para atender a demanda calórica da solução açucarada.
2. Saber se o conjunto de condições permite ter uma temperatura de saída da água dentro do limite aceitável.
Opções do aluno:
1. É possível alterar basicamente um parâmetro: a vazão de água,