A EXPERIMENTO DE TROCADOR DE CALOR A PLACAS
Por: kamys17 • 15/11/2018 • 1.899 Palavras (8 Páginas) • 395 Visualizações
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A média logarítmica da diferença de temperatura para o escoamento concorrente e contracorrente, é obtido respectivamente, por:
[pic 3][pic 4]
Teq - temperatura de entrada do fluido quente (°C);
Tef - temperatura de entrada do fluido frio (°C);
Tsq - temperatura de saída do fluido quente (°C);
Tsf - temperatura de saída do fluido frio (°C).
O coeficiente global de troca térmica é dado por:
[pic 5]
O experimento realizado teve como objetivo determinar o coeficiente convectivo global de troca de calor, a eficiência de troca térmica e quantidade de calor trocado em um trocador de placas.
- MATERIAIS E MÉTODOS
Utilizou-se um trocador de calor constituído por 11 placas metálicas (aço inox) corrugadas montadas segundo configuração de passe simples (5 passes simples para cada fluido quente e frio). A área de transferência (troca térmica) por placa é de 0,037 m2, sendo que as demais dimensões (altura e largura) podem ser observadas nas placas em amostra, juntamente do equipamento. Não obstante, utilizou-se também:
- Termopares ligados a um Indicador de temperatura;
- Aquecedor de água à gás;
- Manômetros de Tubo em U; e
- Placas de orifício calibradas (medidores de vazão) ligadas aos manômetros:
Para o cálculo das curvas de calibração das placas, utilizaram-se as seguintes fórmulas:
Para a água quente (No 1) → Q = k1.(Δh)x
Para a água fria (No 2) → Q = k2.(Δh)y
Sendo: Q = vazão (litros/min) e Δh = diferencial de altura manométrica (cm).
A água será usada como fluido frio e também como fluido quente.
Para realizar o mesmo foi utilizado o Modulo Experimental de trocador de calor apresentado na Figura 1;
[pic 6]
Figura 1 – Modulo experimental de trocador de calor.
Para garantir a efetividade do experimento todos os equipamentos forem testados, incluindo as mangueiras.
Depois da verificação dos equipamentos as válvulas 1 e 2 foram abertas, a válvula 1 com corrente de agua a temperatura ambiente e a válvula 2 com agua quente. As válvulas foram abertas até o ponto que a pressão desejada fosse alcançada. Depois da pressão correta ser atingida os valores das temperaturas de entrada e saída são apresentadas no quadro apresentado no lado esquerdo da figura 1. Em seguida as válvulas são desligadas para o reajuste e a nova análise. O procedimento foi repetido três vezes.
- RESULTADOS E DISCUSSÃO
Após aferir as temperaturas de entrada e saída do fluido quente e do fluido frio para a configuração em contracorrente, organizaram-se os dados que podem ser observados na Tabela 1.
Tabela 1 - Dados Experimentais de Pressão e Temperatura
ΔPf
(mmHg)
ΔPq
(mmHg)
Tf (entrada,°C)
Tf (saída,°C)
Tq (entrada,°C)
Tq (saída,°C)
40
110
26,4
42,5
65,7
43
60
110
26,6
42,3
66,6
45,3
80
110
26,7
42,7
67,2
47,5
100
110
27,6
44,9
67,6
49
120
110
28,7
46,5
67,7
49,9
Para calcular-se as vazões experimentais necessitou-se encontrar a curva de calibração do equipamento, tanto para o fluido quente quanto para o fluido frio, as mesmas podem ser visualizadas nos Gráficos 1 e 2, respectivamente. [pic 7]
Gráfico 1 - Curva de Calibração para o Fluido Quente
[pic 8]
Gráfico 2 - Curva de Calibração para o Fluido Frio
A partir dos gráficos de curva de calibração pode se encontrar as vazões volumétricas para cada variação de pressão, os dados são dispostos na tabela 2.
Tabela 2 - Vazão em relação a variação de pressão
ΔPq (mmHg)
Qq (L/min)
ΔPf (mmHg)
Qf (L/min)
110
1,2939
40
3,1345
110
1,6094
60
3,1345
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