48 - Um trocador de calor de placas formando aletas é usado para condensar o vapor saturado de um refrigerante em um sistema de ar condicionado. O vapor tem uma temperatura de saturação de 45°C e uma taxa de condensação de é ditada pelas exigências de desempenho do sistema. A área frontal do condensador é fixada em por exigências de instalação e um valor de pode ser admitido para o refrigerante.

O projeto do condensador deve se basear em uma temperatura de entrada do ar nominal de e em uma velocidade do ar na entrada nominal , para a qual o construtor do núcleo do trocador de calor indica um coeficiente global de . Qual é o valor correspondente da área da superfície de transferência de calor requerida para alcançar a taxa de condensação especificada? Qual é a temperatura de saída do ar?

(b) O construtor do núcleo do trocador de calor informa também que . Durante a operação diária a temperatura de entrada do ar não é controlável e pode variar de a . Se a área do trocador de calor é fixada pelo resultado da parte (a), qual é a faixa de

velocidades do ar necessárias para manter a taxa de condensação especificada? Represente graficamente a velocidade como uma função da temperatura de entrada do ar.

Para encontrar a relação da capacidade térmica temos a seguinte relação:

Para obtermos a capacidade mínima (fluido frio), vamos utilizar a equação a seguir:

Onde é:

Agora precisaremos de alguns valores que são tabelados. Por isso, consulte a tabela A-4 para a temperatura de .

A capacidade calorifica:

A densidade do fluido frio é:

Portanto, a capacidade mínima é:

Dessa forma, a relação de capacidade de calor é:

Temos que a efetividade do trocador de calor é dada por:

Para um trocador de calor de casco e tubo com uma passagem de casco e (2, 4… passes de tubo) O número de unidades de transferência das  relações do trocador de calor é expresso como:

O número de unidades de transferência é expresso também como:

Portanto, a área do trocador é:

Portanto, a área de superfície necessária para o trocador de calor é .

Finalmente, podemos encontrar o calor transferido para fluido frio, por meio da seguinte relação:

Portanto, a temperatura de saída do fluido frio é .