Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 88
Um trocador de calor bem isolado do tipo casco e tubo é usado para aquecer água () nos tubos de a a uma vazão de . Calor é fornecido por óleo quente (cp 2,30 kJ/kg°C), que entra no lado do casco a e a uma vazão de . Desprezando as perdas de calor no trocador de calor, determine (a) a temperatura de saída do óleo e (b) a taxa de destruição de exergia no trocador de calor. Considere .
Passo 1
Vamos lá, estudantes! (a) A água é aquecida por óleo quente num permutador de calor. A temperatura de saída do óleo e a taxa de destruição por esforço dentro do permutador de calor devem ser determinadas. Tomamos os tubos de água fria como o sistema, que é um volume de controle. O balanço energético para este sistema de fluxo constante pode ser expresso na forma de taxa como
Então a taxa de transferência de calor para a água fria neste permutador de calor torna-se
Passo 2
Observando que o ganho de calor pela água é igual à perda de calor pelo óleo, a temperatura de saída da água quente é determinada a partir
Passo 3
(b) A taxa de geração de entropia dentro do permutador de calor é determinada aplicando a forma de taxa do balanço da entropia em todo o permutador de calor:
Observando que ambos os fluidos são líquidos (substâncias incompressíveis), a taxa de geração de entropia é determinada como
A exergia destruída durante um processo pode ser determinada a partir de um balanço de exergia ou diretamente a partir de sua definição ,
