Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 152
Um condensador resfriado a ar é utilizado para condensar isobutano em uma usina geotérmica binária. O isobutano é condensado a por ar que entra a , a uma taxa de . O coeficiente global de transferência de calor e a área de superfície para esse trocador de calor são , e , respectivamente. A temperatura de saída do ar é
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 1
Dados fornecidos:
Vazão mássica do ar:
Calor específico do ar:
Temperatura de entrada do ar:
Temperatura de isobutano:
Coeficiente global de transferência de calor:
Área total da superfície:
Passo 2
Fala galera!!
Para resolver essa questão, podemos começar calculando a taxa de capacidade de calor da água fria. Assim temos:
Temos que a taxa mínima de capacidade térmica é
Passo 3
Vamos precisar calcular também o do trocador de calor pela seguinte relação:
Neste trocador de calor ocorre uma mudança de faze. Assim, temos que e consequentemente . Pela Tabela 11-4, vemos que a efetividade para trocadores com é dada pela seguinte relação:
Substituindo os termos da relação acima pelos dados obtidos, temos:
Passo 4
Agora, vamos calcular a taxa máxima de transferência de calor usando a seguinte relação:
Podemos calcular a taxa real de transferência de calor a partira da efetividade do trocador de calor. Assim temos:
Substituindo os termos da relação acima pelos dados obtidos, temos:
Passo 5
Temos então que a temperatura de saída do ar pode ser obtida pela expressão da taxa real de transferência de calor. Assim temos:
Substituindo os temos da equação acima pelos dados obtidos, temos:
Portanto, a temperatura de saída do ar é .
Resposta: Letra (b)
Resposta
b)