Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 165
Um sistema de refrigeração está sendo concebido para ovos frescos (r 67,4 lbm/pé3 e cp 0,80 Btu/lbm°F) com uma massa média de 0,14 lbm. Os ovos estarão inicialmente a 90 °F e devem chegar a uma temperatura final média de 50 °F, e para isso será utilizado ar a 34 °F a uma taxa de 10.000 ovos por hora.
Determine:
- a taxa de remoção de calor dos ovos, em Btu/h
- a vazão volumétrica necessária de ar, em pés3/h, considerando que o aumento da temperatura do ar não deve exceder 10 °F.
Passo 1
Vamos assumir que:
Existem condições operacionais estáveis.
Os ovos estão em temperaturas uniformes antes e depois do resfriamento.
A seção de resfriamento é bem isolada.
As propriedades dos ovos são constantes.
A pressão atmosférica local é de 1 atm.
Sabendo que as propriedades dos ovos são dadas a e. O calor específico do ar à temperatura ambiente . A constante de gás do ar é.
Então a taxa de fluxo de massa é:
O balanço energético para ovos em fluxo constante pode ser expresso na forma de taxa como:
, já que
Em seguida, a taxa de remoção de calor dos ovos à medida que são resfriados de 90 ° F a 50 ° F nessa taxa se torna:
Passo 2
Na letra b, todo o calor liberado pelos ovos é absorvido pelo ar refrigerado, pois a transferência de calor através das paredes do refrigerador é insignificante e o aumento da temperatura do ar não deve exceder 10 ° F. O fluxo de massa mínimo e as vazões volumétricas do ar são determinadas como: