Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 84
A Fig. P6.84 mostra o esboço de um condensador não misturado (trocador de calor) que é alimentado com de água a e e descarrega liquido saturado a . O fluido de resfriamento é água obtida num lago a e que retorna ao mesmo . Sabendo que a superfície externa do condensador é isolada, calcule a vazão da água de resfriamento.
Passo 1
Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.
Aqui, temos o nosso famoso trocador de calor. Seu principio de funcionamento é até simples... No nosso exercício temos água a entrando por e saindo em . O que acontece é que o fluido de resfriamento, que passa pela tubulação , resfria a água que estava a anteriormente.
O exercício nos pede a vazão da água de resfriamento para que tenhamos as condições ditas no exercício.
Fique atento para não confundir a água que passa em com a água de resfriamento que passa em .
A grande sacada desse exercício é lembrar o princípio básico da troca de calor... Então, os fluidos estão literalmente trocando calor na mesma quantidade. O calor que a água de resfriamento passa para a água de trabalho é o mesmo que a água de trabalho passa para a água de resfriamento.
Vamos colocar em equação para ficar mais visual:
Ou:
E o que o exercício quer é exatamente o valor de . Feitas essas considerações, vamos aos cálculos.
Obs: O termo está correto nessa equação pois estamos indo de um meio mais energético para um menos energético.
Passo 2
Como vimos no passo anterior, vamos trabalhar com a seguinte equação:
Temos então que descobrir as entalpias específicas envolvidas. Conseguimos elas através da análise das tabelas de propriedades termodinâmicas.
Para água a e , da tabela B.1.3 temos:
Para água como líquido saturado a , da tabela B.1.2 temos:
Para a água de resfriamento também vamos considerar como sendo líquido saturado entrando a e saindo a , da tabela B.1.1, temos:
Agora é só substituir e calcular.
Passo 3
Temos que:
A vazão de água de resfriamento é de: