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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 143

Um trocador de calor é utilizado para aquecer água fria que entra a 12 ℃ , a uma taxa de 1,2   k g / s , por ar quente introduzido a 90 ℃ a uma taxa de 2,5   k g / s . A mais alta taxa de transferência de calor no trocador de calor é

a) 82 kW

b) 156 kW

c) 195 kW

d) 224 kW

e) 391 kW

Passo 1

Dados fornecidos:

Vazão mássica de água fria: m ˙ c = 1,2   k g / s

Vazão mássica do ar: m ˙ h = 2,5   k g / s

Temperatura de entrada da água fria: T c , e n t r a = 12 ℃

Temperatura de entrada do ar quente: T h , e n t r a = 90 ℃

Pela Tabela A-9 por interpolação

Calor específico da água a 12 ℃ : C p c = 4190,41   J / k g ⋅ K  

Pela Tabela A-15

Calor específico do ar a 90 ℃ : C p h = 1008   J / k g ⋅ K    

Passo 2

Fala galera!!

Para resolver essa questão, temos que calcular as taxas de capacidade de calor dos fluidos quente e frio. Para o fluido quente, temos:

C h = m ˙ h c p h

C h = 2,5   k g / s × 1008   J / k g ⋅ K

C h = 2520   W / K

Para o fluido frio, temos:

C c = m ˙ c c p c

C c = 1,2   k g / s × 4190,41   J / k g ⋅ K

C c = 5028,48   W / K

Portanto, temos que

C m i n = C h = 2520   W / K

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

Q ˙ m á x = C m i n T h , e n t r a - T c , e n t r a

Substituindo os termos da equação pelos dados obtidos, temos:

Q ˙ m á x = 2520   W / K × 90 ℃ - 12 ℃

Q ˙ m á x = 196560   W

Q ˙ m á x = 196,56   k W

Portanto, a taxa mais alta de transferência de calor no trocador de calor é 196,56   k W

Resposta: letra (c)

Resposta

(c) 195 kW

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