Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 82
82 – Um trocador de calor de fluxo cruzado com ambos os fluidos não misturados tem coeficiente global de transferência de calor e área de superfície de transferência de calor de . O fluido quente tem capacidade de calor de , enquanto o fluido frio tem capacidade de calor de . Considerando que as temperaturas de entrada dos fluidos quente e frio são e , respectivamente, determine a temperatura de saída do fluido frio.
Passo 1
Vamos listar os dados fornecidos para melhorar nossa visualização do problema:
O coeficiente geral de transferência de calor, .
Capacidade de calor dos fluidos:
As temperaturas de entrada são:
A área da superfície de transferência de calor, .
Passo 2
Para achar a taxa máxima, precisamos encontrar qual das duas capacidades de calor é a menor:
A taxa máxima de transferência de calor no trocador de fluxo cruzado é dada pela seguinte equação:
Passo 3
O NTU do trocador de calor é expresso como:
Além disso,
Na figura 11-26 Efetividade de trocadores de calor, temos que para um trocador de calor com fluxo cruzado e fluidos sem mistura, com e , possui a efetividade .
Portanto, a efetividade da transferência de calor é .
Passo 4
b) A taxa real de transferência de calor do trocador de calor é:
A temperatura de saída do lado frio é determinada como: