Em uma das etapas de produção de esferas de açocarbono, elas saem de forno a uma temperatura de
, através de uma esteira, para um ambiente aberto onde ficam expostas ao ar. Conforme a esteira se movimenta, elas vão sendo resfriadas naturalmente até uma temperatura de
. O diâmetro das esferas é de 8 mm .
a) Determine a taxa total de transferência de calor das esferas para o ar ambiente, se 2500 esferas devem ser resfriadas por hora.
b) Se o calor que sai destas esferas for direcionado para um sistema de aquecimento de água, calcule qual a temperatura máxima que ela pode atingir, se a vazão de escoamento é de
e sua temperatura inicial é de
.
Dados: o calor específico e a densidade do aço-carbono são, respectivamente,
e
; o calor específico e a densidade da água são, respectivamente,
e
.
(R: (a) 0,542 kW; (b) 32,98
)
a) Determine a taxa total de transferência de calor das esferas para o ar ambiente, se 2500 esferas devem ser resfriadas por hora.
b) Se o calor que sai destas esferas for direcionado para um sistema de aquecimento de água, calcule qual a temperatura máxima que ela pode atingir, se a vazão de escoamento é de
(R: (a) 0,542 kW; (b) 32,98
Passo 1
O enunciado diz que esferas de aço-carbono de diâmetro
mm saem do forno a
e são resfriadas até
numa esteira, com produção de
esferas por hora. Pedem:
a) a taxa de calor removido das esferas para o ar;
b) a temperatura máxima que essa energia pode aquecer água com vazão de e temperatura inicial de
.
Usaremos calor sensível e balanço de energia.
a) a taxa de calor removido das esferas para o ar;
b) a temperatura máxima que essa energia pode aquecer água com vazão de
Usaremos calor sensível
Passo 2
Calcular volume e massa de uma esfera:
Passo 3
Energia removida de cada esfera:
Para
esferas por hora:
Convertendo para kW (
h
s):
Passo 4
Energia disponível para aquecer água em 1 h:
.
Massa de água em 1 h:
Massa de água em 1 h:
Balanço de energia:
Resposta
(a)
(b)
(b)