Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 61
Considere a operação do sistema forno-recuperador do Problema sob condições nas quais energia química é convertida em energia térmica no combustor a uma taxa de e energia é transferida dos gases de combustão para a carga no interior do forno a uma taxa de . Supondo vazões e calores específicos equivalentes para o ar frio e os gases de exaustão no recuperador, determine ; e quando e o recuperador tem uma efetividade de . Qual é o valor da efetividade que seria necessário para atingir uma temperatura de entrada do ar no combustor de ?
Passo 1
Vamos lá!!
O problema é relativamente simples temos que os gases de exaustão aquecem um tubo cerâmico e esse por sua vez cede calor aos gases que estão entrando na câmara de combustão.
Nosso problema nos pede a temperatura do gás de exaustão antes e depois de aquecer o tubo cerâmico e do gás de admissão após receber energia do tubo e a eficiência necessária para atingir uma temperatura desejada.
Mas agora vamos ilustrar isso com nosso esqueminha pra facilitar.
Agora precisamos fazer nossas famosas considerações. Hehe (u.u)
Passo 2
Vamos lá! Os dados que precisamos nosso problema nos oferta, então vamos matar essa e partir logo para outra, vamos começar encontrando nossa temperatura:
Segundo o problema , então usando a expressão da eficiência térmica temos:
Agora fazendo o balanço de energia para o sistema temos:
Como , resolvendo as equações
Resolvendo o sistema formado pelas equações e chegamos à:
Para encontrarmos a temperatura de saída do gás exaustor podemos usar outra maneira de escrevermos a eficiência térmica que é dada por:
Passo 3
Agora para matar de vez essa só precisamos calcular nossa eficiência do trocador de calor para uma temperatura de saída do gás que vai para a câmara de , usando a formula temos:
Isso é tudo pessoal! \o/
