Um trocador de calor contracorrente é utilizado para resfriar óleo de para a uma taxa de com água fria que entra no trocador de calor a , a uma taxa de . Se o coeficiente global de transferência de calor é , a área de transferência do calor do trocador de calor será

a)

b)

c)

d)

e)

Fala galera!!

Para resolver essa questão, podemos começar calculando as taxas de capacidade de calor dos fluidos frios e quentes. Assim temos:

Para o fluido frio, temos:

Aqui,  é a vazão mássica de água fria e o  é o calor específico da água fria.

Para o fluido quente, temos:

Aqui,  é a vazão mássica do óleo quente e  é o calor específico do ar quente.

Temos então que a taxa mínima de capacidade térmica é

Temos também que a relação de capacidade é a seguinte:

Assim, a taxa máxima de transferência de calor é calculada da seguinte maneira:

Aqui,  é a temperatura de entrada do óleo quente e a  é a temperatura de entrada da água fria. Substituindo os termos da equação pelos dados obtidos, temos:

Agora, vamos determinar a taxa de transferência de calor utilizando a seguinte relação:

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

Temos que a efetividade do trocador de calor é obtida da seguinte maneira:

Agora, vamos calcular para o trocador de calor de escoamento contracorrente é o seguinte:

Substituindo os termos da equação pelos dados obtidos, temos:

Podemos então calcular a área da superfície desse trocador de calor usando a relação do . Assim temos:

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

Portanto, a área de transferência do calor do trocador de calor é .

Resposta: Letra (a)