Considere um trocador de calor que utiliza ar quente para aquecer água fria. O ar entra nesse trocador de calor a 20 psia e 200 °F a uma taxa de e sai a 17 psia e 100 °F. A água entra nessa unidade a 20 psia e 50 °F a uma taxa de 0,5 lbm/s, e sai a 17 psia e 90 °F. Determine a potência total, em hp, necessária para essa unidade, e o fluxo de trabalho, em Btu/lbm, para ambas as correntes (de ar e água).
Passo 1
Vamos desenhar o esquema:
Sabemos que o processo é constante e que temos as seguintes constantes:
Do ar:
R:
Os volumes da água na entrada e na saída são:
Passo 2
Teremos então o volume de ar e o fluxo de massa na entrada:
Com isso, comparamos os valores com a expressão para gases ideais:
O fluxo de trabalho de água será:
A potência total é: