A Fig. P4.85 fornece os dados para um trocador de calor com escoamento em paralelo em regime permanente, no qual estão presentes uma corrente de ar e uma de água. Ambas as correntes não apresentam variações de pressão significantes. As perdas de calor para a vizinhança do trocador de calor e os efeitos das energias cinética e potencial podem ser ignoradas. O modelo de gás ideal pode ser aplicado ao ar. Considerando que ambas as correntes saem na mesma temperatura, determine o valor da temperatura, em K.
Passo 1
Falaaa Galera, tudo bem?
Vem comigo!
Aplicando equilíbrio de massa ao fluxo de água, onde é a vazão mássica de água na entrada e é a vazão mássica de água na saída.
Aplique equilíbrio de massa ao fluxo de ar, onde é a vazão mássica de ar na entrada e é a vazão mássica de ar na saída.
Passo 2
Aplique equilíbrio de energia ao trocador de calor.
Substituindo , e
Passo 3
Pela tabela de vapor saturado a 1 bar de pressão “Propriedades da água saturada” no livro texto, a entalpia específica
Pela tabela do ar na temperatura , pela tabela “ Propriedades ideais do gás do ar”, no livro texto, a entalpia
Fazendo as devidas substituições na expressão (1)
A temperatura de saída das correntes é igual , ou seja . Iremos encontrar a temperatura do fluxo de saída usando o método de tentativa e erro.
O valor do lado direito da eq(2) encontra – se entre os valores de 500 K a 600 K. Encontraremos a temperatura de saída real interpolando os valore entre 500 k a 600k.
Portanto, a temperatura do fluxo de saída é de 554.251 K.
Passo 4
Resolvendo a questão utilizando um programa, conforme mostrado abaixo , teremos:
Especificando o sistema de unidades conforme ilustrado
Passo 5
Agora, após pedir para o programa resolver para chegar á temperatura final de
Com base no resultado acima, a temperatura final é de 553.5 K
Portanto, a temperatura do fluxo de saída é de 553.5 K.
Resposta
Portanto, a temperatura do fluxo de saída é de 553.5 K.