Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 140
Em um trocador de calor água-água de escoamento paralelo, a água quente entra a a uma taxa de , e a água fria entra a a uma taxa de . O coeficiente global de transferência de calor e a área de superfície desse trocador de calor são e , respectivamente. O calor específico para ambos os fluido pode ser de . Para o mesmo coeficiente global de transferência de calor e a mesma área de superfície, o aumento na efetividade desse trocador de calor se for utilizado um arranjo contracorrente, é
a) 0,09
b) 0,11
c) 0,14
d) 0,17
e) 0,19
Passo 1
Dados fornecidos:
Calor específico da água:
Coeficiente geral de transferência de calor:
Temperatura da água quente que entra:
Temperatura da água fria que entra:
Vazão mássica da água quente:
Vazão mássica da água fria:
Área da superfície deste trocador de calor:
Passo 2
Agora, vamos calcular as taxas de capacidade de calor dos fluidos quente e frio usando as seguintes equações:
Portanto, temos que
Passo 3
Agora vamos calcular o do método da efetividade usando a seguinte relação:
Vamos também calcular a razão da capacidade usando a seguinte relação:
Passo 4
Da tabela NTU relações para trocador de calor a eficácia do trocador de calor de fluxo paralelo é o seguinte:
Substituindo os termos da relação pelos dados obtidos, temos:
A eficácia do trocador de calor de arranjo contracorrente é o seguinte:
Substituindo os termos da relação pelos dados obtidos, temos:
Temos então, que o aumento da eficácia do trocador de calor é o seguinte:
Portanto, a opção correta é a letra (a)
Resposta
(a) 0,09