Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 39
39 - Um trocador de calor de fluxo cruzado de único passe é utilizado para resfriar a água () de um motor a diesel de para , usando ar com temperatura de entrada de . Ambos os escoamentos (de ar e de água) são misturados. Considerando que as taxas de vazão de mássica de água e ar são e , respectivamente, determine a diferença média logarítmica da temperatura para esse trocador de calor.
Passo 1
Vamos calcular o calor perdido pela água:
Onde:
é a vazão mássica da água.
é o calor específico da água.
Substituindo pelos valores fornecidos, temos:
Passo 2
Vamos calcular agora, o ganho de calor pelo ae:
Onde:
é a vazão mássica do ar.
é o calor específico do ar.
Substituindo pelos valores fornecidos, temos:
Passo 3
Como é um trocador de calor de escoamento cruzado, a diferença de temperatura entre o fluido quente e o fluido frio nas duas extremidades é dada por:
A diferença de temperatura média adequada entre os dois fluidos é a diferença de temperatura média logarítmica que é determinada a partir de:
Passo 4
Agora precisamos calcular os termos P e R para determinar o fator de correção:
e
Aqui, as temperaturas de entrada e saída do ar são e , respectivamente, e são as temperaturas de entrada e saída da água.
e
e
Na figura 11-9 “Gráficos do fator de correção F para trocadores de calor”.
Fator de correção
Passo 5
Agora vamos calcular a diferença de temperatura média do log corrigida com o fator de correção.
Portanto, a diferença média logarítmica da temperatura para esse trocador de calor é .
Resposta
Portanto, a diferença média logarítmica da temperatura para esse trocador de calor é .