Calcule os fluxos de exergia associados a transferência de calor na parede mostrada na F i g . P 10.86 . As temperaturas superficiais da parede são iguais a 600   K e 400   K , a taxa de transferência de calor na parede é 250   W e o processo de transferência de calor ocorre em regime permanente. Qual é a taxa de destruição de exergia na parede?

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

Temos aqui a parede como um sistema. O fluxo de exergia de entrada associado à transferência de calor na parede é dado por:

Φ t r a n s f e n t = 1 - T 0 T 1 Q

Onde T 0 é a temperatura ambiente e T 1 a temperatura de entrada na parede. Temos, portanto:

Φ t r a n s f e n t = 1 - 298 600 50

Φ t r a n s f e n t = 25,17   W

O fluxo de exergia de saída associado à transferência de calor na parede é:

Φ t r a n s f s a i = 1 - T 0 T 2 Q

Φ t r a n s f s a i = 1 - 298 400 50

Φ t r a n s f s a i = 12,75   W

Passo 2

Queremos também a taxa de destruição de exergia na parede. Vamos aplicar o equilíbrio de exergia na parede considerando um processo estável. Temos que:

Φ t r a n s f e n t - Φ t r a n s f s a i - Φ d e s t r u i ç ã o = d Φ s i s t e m a d t

Como o processo é estável, temos que:

d Φ s i s t e m a d t = 0

Portanto:

Φ t r a n s f e n t - Φ t r a n s f s a i = Φ d e s t r u i ç ã o

Substituindo os valores, temos que:

Φ d e s t r u i ç ã o = 25,17 - 12,75

Φ d e s t r u i ç ã o = 12,42   W

Sendo este o valor da taxa de destruição de exergia para o processo de transferência de calor através da parede.

Resposta

Φ t r a n s f e n t = 25,17   W

Φ t r a n s f s a i = 12,75   W

Φ d e s t r u i ç ã o = 12,42   W

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