INSTITUTO FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO
CURSO SUPERIOR DE ENGENHARIA MECÂNICA
GUILHERME NOVAES BARROS DE PAULA
JOÃO VITOR ALVES ZERBINATO
MAURICIO NOBIO DA SILVA JUNIOR
TROCADOR DE CALOR
Cachoeiro de Itapemirim
2022
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projeto de um trocador de calor, Provas de Transferência de Calor
neste projeto foi realizado um projeto de um trocador de calor para um bebedouro escolar com seus respectivos cálculos e adaptações.
Tipologia: Provas
2022
1 / 11
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INSTITUTO FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO
CURSO SUPERIOR DE ENGENHARIA MECÂNICA
GUILHERME NOVAES BARROS DE PAULA
JOÃO VITOR ALVES ZERBINATO
MAURICIO NOBIO DA SILVA JUNIOR
TROCADOR DE CALOR
Cachoeiro de Itapemirim
SUMÁRIO
- 1 INTRODUÇÃO
- 2 PROJETO
- 3 CONCLUSÃO
- REFERÊNCIAS
Fonte: LOJA DO BEBEDOURO, 2022.
2 PROJETO
Decidimos projetar um trocador de calor por casco e tubo para resfriamento da
água do bebedouro, utilizando como fluido refrigerante a amônia, por ser barata e
ecológica. Abaixo esquema do trocador usado como parâmetro:
(ÇENGEL, 2012)
Sabendo também que a amônia não é compatível com o cobre devido à
corrosão causada, consideraremos um núcleo central de cobre, porém sendo esse
núcleo revestido por plástico. E o casco de uma combinação de aço e plástico. De
forma que a amônia passará pelo casco, e não terá contato direto com o núcleo de
cobre do tubo onde a água irá passar.
Após as considerações iniciais realizadas, vamos agora fazer o método
iterativo considerando duas temperaturas de entrada:
𝑓𝑠
= 5°𝐶 e 𝑇
𝑓𝑟𝑠
Temos um escoamento laminar dentro do tubo, então, calculando Nusselt:
1
2
∗ 𝑃𝑟
1
3
Onde 𝑃𝑟 ≥ 0 , 6
Agora calculando o coeficiente de convecção:
𝑓
Refazendo os cálculos anteriores, agora para a amônia, temos de definir o
tamanho do trocador (Tt). Consideramos uma folga de 0,01m e o número de passes
do tubo como sendo 8.
𝑡
Temos o diâmetro hidráulico como:
ℎ
𝑡
A velocidade da amônia será:
𝑓𝑟
𝜋
4 [( 𝐹 + 𝐷
2
]
Calculando Reynolds para a amônia, lembrando que ela escoará pelo casco de aço,
e portanto, considerando um escoamento em placa plana, temos:
𝑟
𝐻
Temos um escoamento laminar, então, calculando Nusselt:
1
2
∗ 𝑃𝑟
1
3
Agora calculando o coeficiente de convecção:
𝑓
Considerando um fator de incrustação equivalente a resistência térmica de uma
camada de 0,0002 m de calcário para o líquido refrigerante, de acordo com a tabela
de incrustação do Kreith, então 𝑅𝑒 = 0 , 0001 𝑚²𝐾/𝑊 para o coeficiente global de
transferência de calor por convecção:
𝐹
𝑓
𝑓𝑟
𝐷
Com relação às capacidades térmicas:
𝑓
𝑓
𝑝𝑓
𝑓𝑟
𝑓𝑟
𝑝𝑓𝑟
E a razão entre as capacidades será:
𝑚í𝑛
𝑚á𝑥
Fluxo de calor máximo:
𝑚á𝑥
𝑚𝑖𝑛
3 CONCLUSÃO
Como visto pelas relações estabelecidas pelos dados do problema e a literatura
usada, podemos projetar um trocado de calor para um bebedouro escolar, tendo em
vista suas limitações de projeto e suas características fundamentais, de modo a ser
econômico e eficiente de acordo com sua necessidade.
Ao finalizarmos os cálculos encontramos alguns valores de dados finais do
projeto interessantes como a efetividade de ε = 0,5835, temperaturas de saída da
água T=7,5 °C, um comprimento de tubo de aproximadamente L=0,45M, e um fluxo
térmico de Q real = 1017,478W, a fim de satisfazer nosso problema pré-estabelecido.
É sabido que variações diárias ocorrem, e os cálculos foram realizados com
projetos de condições médias, de modo a atender de forma satisfatória diversas
situações de uso cotidiano.
REFERÊNCIAS
ÇENGEL, Y. A. Transferência de Calor e Massa. 4ª. ed. [S.l.]: AMGH Editora Ltda.,
INCROPERA, F. P. Fundamentos de Transferência de Calor e Massa. 6ª. ed. [S.l.]:
LTC-Livros Técnicos e Científicos Ltda., 2008.
KREITH, F. Princípios de Transferência de Calor. 7ª. ed. Rua Werner Siemens,111-
Pr´edio 11-Terra A- Conjunto 12, Lapa de Baixo - São Paulo: Cengage Learning, 2016.
https://www.lojadobebedouro.com.br/blue-bebedouros/bebedouro-purificador-de-
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