ar (
) deve ser pré aquecido por gases quentes em um trocador de calor de escoamento contracorrente antes de entrar num forno. O ar entra no trocador de calor a 95 KPa e
uma vazão volumétrica de
. Gases de combustão (
) entram a
a uma vazão massica de
e saem a
. O produto do coeficiente global de transferência de calor e a área de troca é de UA=1220 W/K . Considere ambos os fluidos sem mistura. Determine a taxa de transferência de calor e a temperatura de saída do ar. res:
;
Passo 1
O enunciado trata de um trocador de calor contracorrente em que o ar frio (fluido “frio”) entra a
e sai a temperatura desconhecida
, com vazão volumétrica
a
, e
. Os gases quentes entram a
, saem a
, têm vazão mássica
e
. O produto
do trocador é
. Queremos determinar a taxa de calor
e
. Para isso vamos precisar de:
cálculo de
via equação de estado dos gases perfeitos;
balanço de energia em cada fluxo (
);
relação de
com o log‐mean temperature difference (LMTD) em contracorrente.
Passo 2
Calcular a vazão mássica do ar frio supondo gás perfeito:
Definimos as capacidades térmicas:
Passo 3
Balanço de energia no lado quente (já que
é conhecido):
Passo 4
Usar a relação LMTD para contracorrente:
Substituindo
e
, obtemos a equação para
:
Resolvendo numericamente esta equação acha‐se