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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 154

Um resfriador de ar é um grande trocador de calor sem mistura utilizado para controlar o conforto térmico em grandes edifícios. Em tal aplicação, a água resfriada ( c p = 4,2   k J / k g · K ) entra no resfriador de ar a 5 ℃ e o deixa a 12 ℃ , a uma vazão de 1000   k g / h . Essa água fria esfria ar ( c p = 1,0   k J / k g · K ) de 25 ℃ a 15 ℃ . A taxa de transferência de calor entre os dois escoamentos é

a) 8,2 kW

b) 23,7 kW

c) 33,8 kW

d) 44,8 kW

e) 52,8 kW

Passo 1

Dados fornecidos:

Calor específico da água: c p c = 4,2   k J / k g · K

Vazão mássica de água fria: m ˙ c = 1000   k g / h = 0,2778   k g / s

Calor específico do ar: c p h = 1,0   k J / k g · K

Temperatura de entrada do ar quente: T h , e n t r a d a = 2 5 ℃  

Temperatura de saída do ar quente: T h , s a í d a = 1 5 ℃  

Temperatura de entrada da água gelada: T c , e n t r a d a = 5 ℃

Temperatura de saída da água gelada: T c , s a í d a = 12 ℃

Passo 2

Fala galera!!

O ganho de calor pela água fria é igual ao calor perdido pelo ar quente. Portanto, temos que a taxa de transferência de calor entre as duas correntes pode ser calculada como o ganho de calor pela água fria. Assim temos:

Q ˙ = m ˙ c c p c T c , s a í d a - T c , e n t r a d a

Substituindo os termos da equação acima pelos dados fornecidos, temos:

Q ˙ = 0,2778   k g / s × 4,2   k J / k g · K × 12 ℃ - 5 ℃

Q ˙ = 8,1667   k W

Portanto, a taxa de transferência de calor entre os dois escoamentos é 8,1667   k W .

Resposta: Letra (a)

Resposta

(a) 8,2   k W

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