Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 145
Numa experiência criogênica é necessário transferir calor de um espaço a para um meio que apresenta temperatura igual a . Projetou-se, então, uma bomba de calor, que opera em cascata (veja a Fig. 11.41) e que utiliza nitrogênio e metano como fluidos de trabalho. No arranjo, a temperatura de condensação do nitrogênio é maior que a temperatura de evaporação do metano. Determine as temperaturas de saturação dos dois fluidos, no trocador de calor intermediário, que propiciam o melhor coeficiente de eficácia para o conjunto como um todo.
Passo 1
Olá pessoal, tudo certo com vocês? Espero que sim 😊. Vamos entender melhor essa questão?
Ela é bastante simples, basicamente é aplicação de fórmulas, nos próximos passos vocês podem relembrar dessas fórmulas. Mas antes atente-se que o ciclo do nitrogênio é o ciclo inferior e o ciclo do metano é o ciclo superior. Ambos os ciclos de regeneração. Assim,
Teste e erro em ou
Para cada ciclo nós temos:
Como também
E,
Passo 2
Certo! Vamos primeiro para o nitrogênio, observe que
Logo,
Assim, temos a seguinte tabela:
Passo 3
Agora para o metano, vamos ter que
Logo,
Assim, temos a seguinte tabela
Passo 4
Finalizando, temos que o trocador de calor que conecta os ciclos transfere um , dado por
Portanto,
A unidade geral tem então:
Portanto
Assim podemos formular a seguinte tabela:
Note que, o coeficiente eficácia máximo é entre os casos b) e c).
Passo 5
Pronto! Finalizamos a questão 😊. Nos vemos na próxima questão. OK? Até mais.
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)