Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 112
Um frigorífico industrial de carne bovina tem 15 m X 18 m X 5,5 m de tamanho e capacidade de 350 carcaças bovinas. As potências consumidas pelos ventiladores e pelas luzes do frigorífico são 22 e 2 kW, respectivamente. Os ganhos de calor através do espaço envolvente estão na taxa de 14 kW. A massa média da carcaça de carne bovina é 220 kg. As carcaças entram no frigorífico a 35 ° C após serem lavadas para facilitar o resfriamento por evaporação e são resfriadas a 16 °C em 12 horas. O ar entra no frigorífico a -2,2 °C e deixa-o a 0,5 °C. Determine (a) a carga de resfriamento da instalação frigorífica e (b) a vazão de ar. O calor específico médio das carcaças de carne bovina e do ar são 3,14 e 1,0 kJ/kg.°C, respectivamente, e a densidade do ar pode ser considerada 1,28 kg/m³.
Passo 1
Pra gente resolver esse problema, devemos fazer um balanço de energia no frigorífico para descobrir a carga de resfriamento necessária.
Em primeiro lugar, a corrente de ar tem que retirar o calor necessário das carcaças de carne pra manter a temperatura delas em 16 °C.
Além disso, ela deve remover o calor que vem da potência da lâmpada e dos ventiladores do local, além do ganho de calor que o enunciado coloca como 14 kW.
Assim, o balanço se torna:
Agora, pra gente não se perder, vamos guardar as propriedades que vamos usar nos próximos passos:
Passo 2
Para resolver a letra (a), antes devemos calcular a vazão mássica de carnes que entram no frigorífico em 12 horas (43200 segundos) a partir da relação:
Calculamos a energia que deve ser removida das carcaças para resfria-las de 35 para 16 a partir da relação:
Agora, basta que a gente substitua esse resultado no balanço que eu te mostrei no passo 1:
Passo 3
Vamos calcular agora a vazão de ar a partir da relação:
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)