Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 85
O trocador de calor de uma unidade de condicionamento de ar é alimentado com de ar a c e descarrega o ar . O ar descarregado do trocador de calor é então misturado, numa câmara, com de ar a e . Determine a taxa de transferência de calor no trocador e a temperatura na seção de descarga da câmara.
Passo 1
Tudo bem galera? Vamos lá!
Aqui temos um processo de troca de calor que vai da condição de ar a c para .
Depois desse processo de troca de calor o fluido é misturado com ar a e .
O exercício nos pede para determinar a taxa de transferência de calor no trocador, que é o nosso primeiro processo. E também quer que determinemos a temperatura na seção de descarga da câmara, ou seja, a temperatura final do fluido misturado.
Bom... A taxa de transferência de calor de um processo é dada pela equação da energia:
Como estamos trabalhando com o ar como gás ideal, podemos fazer a seguinte aproximação:
Temos então que:
Passo 2
Agora vamos analisar a mistura. Pela equação da continuidade, temos que:
Pela equação de balanço de energia, temos:
Ou:
Portanto:
A temperatura do fluido na descarga da câmara será: