Ativ 4 - Trocadores de calor

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Transmissão de Calor e Aquecimento 
Atividade 4 - Trocadores de Calor 
 
01) 0,50 kg/s de óleo são resfriados com 0,20 kg/s de água em um trocador de calor. O óleo 
entra 375 K e sai a 350 K e a água entra a 280 K, o coeficiente global de transferência de calor 
é de U = 250 W/m2.K. Se o diâmetro externo do tubo é de 2 polegadas, determine o tamanho 
do trocador de calor se ele for montado em contra corrente. 
Dados: cpH2O = 4,184 kJ/kg.K cpóleo = 1,980 kJ/kg.K Resp: 9,16 m 
 
02) Em um processo de operação é necessário dispor de uma vazão de 5,4 litros/s de água 
quente a 60 ºC, sendo captada de um reservatório a temperatura de 18 ºC. Um trocador de calor 
utiliza óleo retirado de uma fonte de calor com vazão constante e volumosa a uma temperatura 
de 90ºC para aquecer a água. Usar Cp óleo = 1,960 KJ/kg.K. Se a temperatura de saída do óleo 
não pode exceder a 40º C, determine a vazão que dever ser captada de óleo para que se consiga 
ter um fluxo constante de água como solicitada. Resp: 9,68 kg/s 
 
03) Uma corrente de óleo (cp = 2,1 KJ/kg.K), inicialmente a 150 ºC e com vazão de 21 kg/s 
deve ser resfriada ate a temperatura de 60 ºC antes de ser enviada para um tanque de 
armazenamento, conforme o esquema abaixo. Como há necessidade de utilizar 5 kg/s desse 
óleo, a 100 ºC, em outra área de instalação, esta operação de resfriamento é efetuada em dois 
trocadores de calor instalados em série, ambos com uma única passagem dos fluidos pelo casco. 
No primeiro equipamento, o óleo troca calor com outra corrente de processo, aquecendo-a de 
70 ºC a 120 ºC, com uma passagens tanto no tubo quanto no casco, e o coeficiente global de 
transferência de calor é igual a 800 W/m2.K. Após a retirada dos 5 kg/s, a corrente de óleo é 
esfriada até os 60 ºC no segundo trocador, onde troca calor com água de resfriamento, que se 
encontra disponível a 24 ºC e deve sair a 30 ºC. O segundo trocador possui 70 tubos de 0,025 
m de diâmetro e paredes delgadas. Nele a água escoa pelo interior dos tubos e o óleo pelo casco, 
em configuração de contra corrente. O coeficiente de transferência calor médio no escoamento 
do óleo é, através do casco no segundo trocador é de 1.200 W/m2.K, já o coeficiente de 
transferência de calor da água pelo tubo é de 350 W/m2.K. Determine: 
a) a configuração do escoamento (paralelo ou contracorrente) no primeiro trocador, justifique 
sua resposta e calcule a área de transferência de calor necessária. 
b) o comprimento dos tubos no segundo trocador.