Água é utilizada para os dois fluidos (não-misturados) escoando em passe único através de um trocador de calor de correntes cruzadas. A água quente entra a
e
enquanto água fria entra a
e
. Se a efetividade do trocador é de
, determine as temperaturas de saída dos dois fluidos. Considere, para ambas as correntes,
. (3 pontos)
Passo 1
O enunciado descreve um trocador de calor de correntes cruzadas, passe único, não misturadas, em que ambos os fluidos são água. A água quente entra a
com vazão mássica
e a água fria entra a
com
. A efetividade do trocador é
. Vamos usar o método da efetividade para encontrar as temperaturas de saída
e
, sabendo que
.
Passo 2
Calculamos as capacitâncias térmicas de cada corrente:
Determinamos
e
.
Passo 3
A máxima troca de calor possível (com igualização de temperatura para o fluido com menor capacitância) é
Passo 4
A efetividade relaciona a troca real com a máxima:
Passo 5
Aplicamos o balanço de energia na corrente quente para achar
:
Passo 6
De modo análogo, para a corrente fria:
Resposta
Temperatura de saída da água quente:
Temperatura de saída da água fria:
Temperatura de saída da água fria: