TransCal (resolvido)

Um condensador de vapor é constituído de 8 tubos paralelos de 2,54 cm de diâmetro interno e 5m de comprimento. A água de resfriamento que passa no interior dos tubos entra a 20°C e sai a 35°C, sendo sua vazão da ordem de 20 Mg/h. Calcular o coeficiente de convecção entre a água e a superfície interna dos tubos.

Dadas algumas propriedades da água:

ρ = 1000 kg/m³

k = 0,52 kcal/ h m °C

cp = 1 kcal/ kg °C

µ = 3,37 kg/ h m

primeiro converter Mega grama hora para kg /h

fica :

20000kg/h

isto divido por 8 tubos fica:

Qm =2500 kg/h. tubo

utilizando a formula:

Qm= ρ x v x A

e isolando a velocidade temos

v= Qm / (ρ x A)

v= 2500/ (1000 x π  x r²)

v= 4933,81 m/h

Agora é

Re= ρ x v x Lc / µ 

Re = (1000 x 4933,81 x 2,54x10^-2) / 3,37

Re = 37186,6 

Re > 10^4 e < 10^7

portanto será utilizada a equação de Dittus Boelter

Nud = 0,023 x Re^0,8 x Pr ^n

Nud = 0,023 x 37186,6^0,8xPr^0,4

Bom.. não temos Prandtl

portanto para encontra-lo utilizaremos a seguinte formula:

Pr = cp x µ  / k

Pr = 1 x 3,37 / 0,52

Pr = 6,48

agora:

Nud = 0,023 x 37186,6^0,8x6,48^0,4

Nud = 220,13

Com a formula do Nusselt temos:

Nu = h x Lc / kf

isolando o h temos:

h = (220,13 x  0,56) / 2,54 x10^-2

h= 4853,35  kcal/ m² C°