Coeficientes globais de transferência de calor
Coeficientes globais de transferência de calor típicos para trocadores, paredes e sistemas isolados.
Visão Geral
Os coeficientes globais de transferência de calor (U) representam a condutância térmica total de um fluido para outro através da parede de um trocador de calor. Esses coeficientes combinam os efeitos de condução através da parede e convecção em ambos os lados. Os valores são altamente dependentes dos tipos de fluido, velocidades, regimes de escoamento e condições da superfície. Os coeficientes abaixo fornecem estimativas de engenharia típicas para cálculos iniciais de projeto.
Tabela de Dados
A tabela de 9 linhas a seguir é um resumo selecionado para consulta rápida. A tabela original completa de 15 linhas é preservada na tabela de fonte restaurada abaixo.
Application | U (Coeficiente Global) (W/(m²·K)) |
|---|---|
| Água para Água | 800 |
| Água para Óleo | 350 |
| Água para Solução de Glicol | 500 |
| Vapor para Água | 1500 |
| Vapor para Óleo | 300 |
| Ar para Ar (Tubo Aletado) | 30 |
| Ar para Água (Tubo Aletado) | 40 |
| Gás para Gás | 25 |
| Vapor Condensante para Líquido | 1000 |
Fonte: engineeringtoolbox.com
Tabelas de Fonte Original Restauradas
As tabelas a seguir foram restauradas da página original da fonte para preservar os dados de referência completos.
A primeira tabela de fonte detectada com linhas de navegação/pesquisa é um artefato de layout de página e não são dados de coeficiente de transferência de calor. A tabela de engenharia da fonte é preservada abaixo.
A fonte original enfatiza que o coeficiente global de transferência de calor é aproximado e pode variar amplamente com a velocidade do fluido, condição da superfície, incrustação e geometria do trocador.
Exemplo - Trocador de Calor Água-Ar
O exemplo da fonte utiliza uma superfície de transferência de calor de cobre entre água e ar ou gás. Da tabela restaurada, o coeficiente global de transferência de calor é U = 13,1 W/(m2 K). Para água a 80 °C e ar a 20 °C, o fluxo de calor é:
Coeficientes de Transferência de Calor em Trocadores de Calor
Fluid | Material na superfície de transmissão | Fluid | U (Btu/(ft2 hr oF)) | U (W/(m2 K)) |
|---|---|---|---|---|
| Water | Ferro Fundido | Ar ou Gás | 1.4 | 7.9 |
| Water | Aço Carbono | Ar ou Gás | 2 | 11.3 |
| Water | Copper | Ar ou Gás | 2.3 | 13.1 |
| Water | Ferro Fundido | Water | 40 - 50 | 230 - 280 |
| Water | Aço Carbono | Water | 60 - 70 | 340 - 400 |
| Water | Copper | Water | 60 - 80 | 340 - 455 |
| Air | Ferro Fundido | Air | 1 | 5.7 |
| Air | Aço Carbono | Air | 1.4 | 7.9 |
| Steam | Ferro Fundido | Air | 2 | 11.3 |
| Steam | Aço Carbono | Air | 2.5 | 14.2 |
| Steam | Copper | Air | 3 | 17 |
| Steam | Ferro Fundido | Water | 160 | 910 |
| Steam | Aço Carbono | Water | 185 | 1050 |
| Steam | Copper | Water | 205 | 1160 |
| Steam | Aço Inoxidável | Water | 120 | 680 |
Fonte: engineeringtoolbox.com
Calculadora de Taxa de Transferência de Calor
Transferência de Calor pelo Valor Global de U
Conversor de Unidades
Conversor de Unidades do Coeficiente Global de Transferência de Calor
A conversão exata da fonte é: 1 Btu/ft2 hr degF = 5,678 W/m2 K = 4,882 kcal/h m2 degC.
Notas de Engenharia
- Valores Aproximados: Os valores de
Ulistados são estimativas padrão para superfícies limpas e condições normais de operação. Incrustação, deposição ou propriedades incomuns dos fluidos podem reduzir significativamente o desempenho real. - Superfícies Aletadas: Os coeficientes do lado do ar são baixos, por isso tubos aletados são utilizados para aumentar a área superficial e melhorar o valor global de
Uem trocas gás-líquido. - Alto
Upara Condensação: A condensação de vapor e trocas líquido-líquido (por exemplo, água-água) tipicamente possuem coeficientes muito altos devido aos elevados coeficientes de transferência de calor associados à mudança de fase e às altas velocidades dos fluidos. - Margem de Projeto: Para aplicações críticas, uma análise detalhada considerando propriedades específicas dos fluidos, velocidades e geometrias é necessária. Esses valores típicos são adequados para dimensionamento preliminar ou estudos de viabilidade.
- Impacto do Material: A condutividade térmica do material da parede também contribui, mas seu efeito é frequentemente menor em comparação com as resistências convectivas em ambos os lados.