TA 733 A – Operações Unitárias II

Aula 17

Análise de Trocadores

O Método da Efetividade-NUT (ε-NUT)

Método da Efetividade-NUT

- É o método mais adequado quando apenas as temperaturas na entrada forem conhecidas.

- Para definir a efetividade de um trocador de calor, devemos em primeiro lugar determinar a máxima taxa de transferência de calor possível em um trocador de calor.

Método da Efetividade-NUT

- A efetividade ε é definida como a razão entre a taxa real de transferência de calor em um trocador de calor e a taxa máxima de transferência de calor possível.

- Se os valores de ε, Tq,e e Tf,e forem conhecidos, a taxa real de transferência de calor pode ser determinada:

Método da Efetividade-NUT

- O número de unidades de transferência de calor (NUT) é um parâmetro adimensional amplamente utilizado na análise de trocadores de calor, sendo definido pela expressão:

Relações Efetividade-NUT

Relações Efetividade-NUT

Relações Efetividade-NUT

Efetividade de um trocador de calor com escoamento em paralelo

Relações Efetividade-NUT

Efetividade de um trocador de calor com escoamento em contra-corrente.

Relações Efetividade-NUT

Efetividade de um trocador de calor casco e tubos com um passe no casco e qualquer múltiplo de dois passes nos tubos.

Relações Efetividade-NUT

Efetividade de um trocador de calor casco e tubos com dois passes no casco e qualquer múltiplo de quatro passes nos tubos.

Relações Efetividade-NUT

Efetividade de um trocador de calor com escoamento cruzado e um único passe, com os dois fluidos não-misturados.

Relações Efetividade-NUT

Efetividade de um trocador de calor com escoamento cruzado e um único passe, com um fluido misturado e outro não.

Exemplo 11.3 - Gases quentes de exaustão, a uma temperatura de 300ºC, entram em um trocador de calor com tubos aletados e escoamento cruzado, e deixam esse trocador a uma temperatura de 100ºC. Os gases são utilizados para aquecer uma vazão de 1 kg/s de água pressurizada de 35ºC a 125ºC. O calor específico dos gases de exaustão é de aproximadamente 1000 J/kg.K, e o coeficiente global de transferência de calor baseado na área superficial do lado do gás é de Uq=100W/m2.K. Utilizando o método ε-NUT, determine a área superficial no lado do gás, Aq, necessária para viabilizar o processo.