5.4.11.4 Corte da chicana

Escolhendo o corte da chicana corresponde a , logo: ⇒= %16H5=

DiDi l

polDil 8,5529

5===

5.4.11.5 Número de chicanas

Adotando l1 = 22,3 pol e l2 = 22,3 pol, para que o número de chicanas resulte um número inteiro.

( ) 3418,5

3,223,22221220121 =+−−⋅−⋅

=+−−

=l

llLNB

5.4.12 Cálculo da perda de carga do lado do casco

5.4.12.1 Variáveis auxiliaress 1,4= 34,0=pNDa Figura 5.14, com e , se obtém:%25=

DiH 33,1

75,01

==de Y e

5.4.12 Cálculo da perda de carga do lado do casco

5.4.12.1 Variáveis auxiliares

0,1=CxDa Tabela 5.10,

97,0=bC (seção 5.3.2.1)

2425,01

75,0197,0 =−

=−

=sdesCC ba

226,382,278,52425,0 polDlCS fac =⋅⋅==

38,0

12934,08,0

1

8,0

1=

+=

+=

sDN

Fi

p

p

5.4.12.2 Área de escoamento no casco

268,10038,026,38 pol

FSS

p

ccf ===

5.4.12.3 Vazão mássica no casco

2.58,28515868,100

144668110péh

lbmSmG

cf

ccf =

⋅==

&

5.4.12.4 Número de Reynolds no casco

26,871101291,0

75,058,158285=

⋅⋅

==c

cfp

deGeR

µ

5.4.12.5 Fator de atrito no cascoDa Figura 5.14, em função de Re=10 871 e 33,1=de

s 44,0=cf

44,0=cf

5.4.12.6 Correção do fator de atrito no casco para escoamento não isotérmico.Considerando a temperatura da parede interna do tubo aproximadamente igual a temperatura da superfície externa

FT ote 5,114=

027,191,01,1

14,014,0

=

=

c

te

µµ

5.4.12.7 Perda de carga no casco14,0

'2

112

4

+

−=∆

c

teB

c

cfcc Di

sYNs

DiDiHCx

GfP

µµ

ρ

( ) ( ) psiPc 99,6027,129

11,4113412925,011

36001442,3285,46258,285158

44,04 2

2

=

⋅++−⋅

⋅⋅⋅⋅⋅=∆

5.4.12.8 Perda de carga nos bocais do casco

spé

DmV

cc

cbc 34,3

360012685,46

6681104

4

22 =

⋅

⋅⋅

⋅==

ππρ

&

00013,0685.46

42,291,0

≅=⋅

=⋅ bcc

c

Dρµ

da figura 5.22, obtém-se Z = 0,34

psigZP cbocal 111,01442,32

34,02,3285,46=

⋅⋅⋅

==∆ ρ

00013,0 ≅=⋅ bcc

c

Dρµ

spéVbc 34,3=

Z = 0,34 ft

gZP cbocal ρ=∆

1442,3234,02,3285,46

⋅⋅⋅

=∆ bocalP

psiPbocal 111,0=∆

5.4.12.9 Perda de carga total no casco

( ) ( ) 21,71111,0111,099,621 =⋅++=∆+∆+∆=∆ cbbctotalc NPPPP

Obs: A perda de carga está muito abaixo da permitida (20 psi).

5.4.13 Coeficiente de película do lado do casco5.4.13.1 Variáveis auxiliares

Em função de e , se obtém na Figura 5.14%16=DiH 333,1

75,01

==des

01,1=M

73,0=hN

5.4.13 Coeficiente de película do lado do casco

5.4.13.1 Variáveis auxiliares

01,1=M

73,0=hN

20,0

12973,01

1

1

1=

+=

+=

sDN

Fi

h

h

5.4.13.2 Área de escoamento no casco

221,19320,0

01,126,38 polF

MSSh

cch =

⋅==

5.4.13.3 Vazão mássica no casco

2.20,4818221,193

144668110péh

lbmSmG

ch

cch =

⋅==

&

5.4.13.4 Número de Reynolds no casco

92,66451291,0

75,020,48182=

⋅⋅

==c

chh

deGeRµ

5.4.13.5 Coeficiente de película no casco

Da Figura 5.14

Re = 5665

jH=55

5514,0

31

=

⋅

=

te

c

h

rP

Nuj

µµ

76,607,0

52,091,0=

⋅=

⋅=

c

cc

kCprP µ

87,1001,191,076,655

14,0

31

=

⋅⋅=Nu

FpéhBTU

dekNuh

kdehNu o

ceb

c

eb

..97,11212

75,007,087,100

2=⋅

=⋅

=⇒⋅

=

Fator de correção devido ao efeito de entrada no casco:

( ) ( )[ ]93,0

2362032368,52203221220203

2 6,0

'

6,0'

=

−⋅

−⋅−⋅+=

−

−+=

LlL

llLlE B

BB

c

FpéhBTUEhh ocebe ..06,10593,097,112 2=⋅=⋅=

5.4.14 Coeficiente global de troca térmicaConsiderando a temperatura da parede do tubo na temperatura média entre as temperaturas médias dos fluidos , temos ( )Ft o25,126=

FpéhBTUk ot ..40=

e

de

t

di

i hR

dide

kde

dideR

dihdeU 1ln

2

1

++++=

5.4.14 Coeficiente global de troca térmica

FpéhBTUk ot ..40=

poldi 584,0=

polde 75,0= BTUFfthRd

o

e..002,0

2=

BTUFfthRd

o

i..002,0

2=

FfthBTUhi o..8,1171 2= Ffth

BTUhe o..06,105 2=

e

de

t

di

i hR

dide

kde

dideR

dihdeU 1ln

2

1

++++=

06,1051002,0

584,075,0ln

40.12.275,0

584,075,0.002,0

584,0.8,111775,0

1

++++=U

FfthBTUU o..01,65 2=

5.4.15 Área de troca térmica necessária

2' 2,25887,4001.65

1368486 péTU

QAm

=⋅

=∆×

=&

5.4.16 Desvio em rela5.4.16 Desvio em relaçãção a o a áárea disponrea disponíívelvel

%261000542

05422,2588100%'

=×−

=×−

=A

AADesvio

O significado de um desvio positivo é que, em relação à área disponível, falta 26% de área de troca térmica, pois em função da geometria adotada o trocador necessita 2588,2 pé2 de área de troca térmica e só dispõe de 2054 pé2.

Como passo seguinte pode-se modificar a geometria para aumentar a perda de carga, e o coeficiente de película no casco, ou substituir a área necessária no lugar da estimada no passo 8 e propor nova geometria, até que o desvio seja inferior a 5%.