No planejamento e na otimização de sistemas térmicos para reaproveitamento energético em instalações
de uma universidade federal, um Engenheiro Mecânico é encarregado de avaliar o desempenho de um
trocador de calor de casco e tubos utilizado no sistema de aquecimento de água para chuveiros e
torneiras. Nesse sistema, dois fluxos de água (quente e fria) trocam calor em regime permanente.
A água quente (fluido quente) entra no trocador a 80 °C e sai a 44 °C. A água fria (fluido frio), que será aquecida, entra a 20 °C e sai a 56 °C. Considere que as capacidades térmicas mássicas dos fluidos (produto da vazão mássica pela capacidade calorífica), Ch = Cc = C são iguais.
Para determinar a efetividade
do trocador de calor, utilize as seguintes fórmulas:
Efetividade do trocador de calor
:
é a taxa de transferência de calor real observada.
é a taxa máxima de transferência de calor que seria possível se o trocador de calor tivesse uma
área de troca de calor infinita e operasse de forma ideal.
Taxa de transferência de calor real (
):
Máxima taxa de transferência de calor termodinamicamente possível (
):
Onde
é a menor das capacidades térmicas
Com base nos dados fornecidos, qual é a efetividade do trocador de calor?
A água quente (fluido quente) entra no trocador a 80 °C e sai a 44 °C. A água fria (fluido frio), que será aquecida, entra a 20 °C e sai a 56 °C. Considere que as capacidades térmicas mássicas dos fluidos (produto da vazão mássica pela capacidade calorífica), Ch = Cc = C são iguais.
Para determinar a efetividade
Efetividade do trocador de calor
Taxa de transferência de calor real (
Máxima taxa de transferência de calor termodinamicamente possível (
Onde
Com base nos dados fornecidos, qual é a efetividade do trocador de calor?