Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 117

Um trocador de calor de fluxo cruzado de único passe usa ar quente (misturado) para aquecer água (não misturada), fluindo com vazão mássica de 3 kg/s, de 30°C a 80°C. O ar quente entra e sai do trocador de calor a 220°C e 100°C, respectivamente. Considerando que o coeficiente global de transferência de calor é 200 W m 2 K , determine a área de superfícial requerida.

Passo 1

Shoow galeraa !!

Vamos continuando...

Bom, nós queremos a área superficial de transferência de calor, certo?

Para isso podemos usar a equação:

Q ˙ = U F A s ∆ T l m

Já sabemos que:

U = 200 W m 2 K

Mas nada sobre F ,   Q ˙ e ∆ T l m , certo?

Começando pela diferença média logarítima:

∆ T l m = ∆ T 1 - ∆ T 2 ln ⁡ ∆ T 1 ∆ T 2

Se:

∆ T 1 = T q ,   e n t r a - T f ,   s a i

∆ T 2 = T q ,   s a i - T f ,   e n t r a

Lembrando que:

T q ,   e n t r a = 22 0 ° C

T q ,   s a i = 10 0 ° C

T f ,   e n t r a = 30 ° C

T f ,   s a i = 80 ° C

Então:

∆ T 1 = 220 ° C - 80 ° C = 1 4 0 ° C

∆ T 2 = 100 ° C - 30 ° C = 70 ° C

Substituindo:

∆ T l m = 140 ° C - 70 ° C ln ⁡ 140 ° C 70 ° C

∆ T l m = 101 ° C

Passo 2

O nosso próximo passo é calcular a taxa de transferência de calor, ok?

Podemos obter a taxa de calor transferida para o fluido frio:

Q ˙ = m ˙ c p ( T f ,   s a i - T f ,   e n t r a )

Lembrando que:

m ˙ = 3 k g s

c p = 4180 J k g K

Então:

Q ˙ = 3 k g s 4180 J k g K ( 80 ° C - 30 ° C )

Q ˙ = 627000   W

E agora?? Já conseguimos calcular?

Que nada né !! Precisamos calcular o fator de correção!!

Passo 3

Para o fator de correção, F, vamos precisar olhar a tabela:

Vamos começar calculando R e P:

R = T q ,   e n t r a - T q ,   s a i T f ,   s a i - T f ,   e n t r a = 220 ° C - 10 0 ° C 8 0 ° C - 30 ° C = 2,4

P = T f ,   s a i - T f ,   e n t r a T q ,   e n t r a - T f ,   e n t r a = 80 ° C - 30 ° C 220 ° C - 30 ° C = 0 , 26315

Então:

F ≅ 0,93

Agoora siiim !!

Vamos colocar tudo isso na fórmula da área da superfície:

627000   W = 200 W m 2 K 0,93 A s 101 ° C

A s = 33,4   m ²

E fim ?!

Resposta

A s = 33,4   m ²

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Tomando o limite ∆ T 2 →∆ T 1 , mostre que quando ∆ T 1 =∆ T 2 para um trocador de calor, a relação ∆ T l m reduz para ∆ T l m = ∆ T 1 =∆ T 2 .
O condensador do ar-condicionador de uma sala é projetado para rejeitar calor a uma taxa de 22500 k J h do refrigerante 134a, quando o fluido refrigerante é condensado a uma temperatura de 40°C. O ar
Um trocador de calor de casco e tubo com 1 passe no casco e 14 passes no tubo é utilizado para aquecer água nos tubos com condensação de vapor geotérmico a 120°C h f g = 2203 k J k g no lado do casco.
A água quente a 60°C é resfriada a 36°C através do lado do tubo de um trocador de calor com um passe no casco e 2 passes no tubo. O fluido de resfriamento também é a água, para a qual as temperaturas