Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 162
Galinhas com massa média de 2,2 kg e calor específico médio de 3,54 kJ/kg°C devem ser resfriadas por água fria que entra a 0,5 °C em um resfriador por imersão do tipo contínuo. As galinhas são colocadas no resfriador a uma temperatura uniforme de 15 °C, a uma taxa de 500 galinhas por hora, resfriadas a uma temperatura média de 3 °C antes de serem retiradas. O resfriador recebe calor da vizinhança a uma taxa de 200 kJ/h. Determine:
- a taxa de remoção de calor das galinhas em kW
- o fluxo de massa da água em kg/s, considerando que a elevação da temperatura da água não deve exceder 2 °C.
Passo 1
Vamos assumir que:
Existem condições operacionais estáveis.
As propriedades térmicas das galinhas e da água são constantes.
Sabemos que o calor específico da galinha é indicado para ser . O calor específico da água é .
Então a taxa de fluxo de massa é:
E o balanço energético é:
, já que
Passo 2
Então, a taxa de remoção de calor das galinhas quando são resfriadas de 15°C a 3ºC é:
O resfriador ganha calor do ambiente a uma taxa de. Então a taxa total de ganho de calor pela água:
E a taxa de fluxo de massa da água:
Se o taxa de fluxo de massa da água for inferior a este valor, o aumento da temperatura da água terá de ser superior à 2°C.