136- A F i g   6.136 mostra o esboço de um trocador de calor que opera em contra-corrente e é utilizado para aquecer 1   k g / s de ar que inicialmente está a 10   ° C (seção 3). O ar é aquecido a partir de gases de combustão que entram no equipamento a 100   ° C .

Sabendo que a vazão em massa de gases de combustão também é igual a 1   k g / s e que a diferença entre a temperatura dos gases de combustão e a do ar ao longo do trocador é uniforme e igual a 50   ° C , determine a temperatura do ar na sua seção de descarga do trocador de calor. Calcule o coeficiente global de transferência de calor do trocador sabendo que a área de transferência de calor é 2 m 2

Passo 1

Bem vindo ou bem vinda a mais uma questão de trocador de calor do livro, pega seu café e vamos resolver mais essa questão

Anotando os dados da questão temos que o ar externo tem o seguinte estado:

m ˙ = 1   k g / s

T o = 10   ° C

T f = 50   ° C

Ok, pareceu confuso a frase “a diferença entre a temperatura dos gases de combustão e a do ar ao longo do trocador é uniforme e igual a 50   ° C ” por que é estranho pensar numa uniformidade dessa mas é exatamente isso que a convecção faz. Ela separa duas regiões com temperaturas diferentes

Então assumindo que o gás entra a 100   ° C então o ar sai a 50   ° C para manter a uniformidade

E o gás quente tem:

m ˙ = 1   k g / s

T o = 100   ° C

T F = 60   ° C

Passo 2

Como não nos foi dado qual o gás que está sendo aquecido então vamos para o aquecimento do ar que é dado por:

Q ˙ = m h ˙ ≈ = m ˙ c p Δ T = 1 × 1 × 50 - 10 = 40   k W

Então o coeficiente de transferência de calor por convecção h será de:

Q ˙ = h A Δ T

40   [ k W ] = h × 2 [ m 2 ] × 50 [ K ]

Então o coeficiente da convecção será de:

h = 40000 2 × 50 = 400   W / m 2 K

E com isso fechamos mais uma questão VAMBORA GALERA PARA MAIS

Resposta

T f a r = 50   ° C

h = 400   W / m 2 K

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados