5- O que pode ser dito sobre a variação na temperatura de um fluido saturado evaporando ou condensando em um trocador de calor?
Passo 1
O enunciado pergunta sobre como varia a temperatura de um fluido saturado que está sofrendo mudança de fase (evaporação ou condensação) dentro de um trocador de calor.
Conteúdo: termodinâmica de mudanças de fase, temperatura de saturação e calor latente.
Conteúdo: termodinâmica de mudanças de fase, temperatura de saturação e calor latente.
Passo 2
Um fluido saturado em mudança de fase está exatamente na fronteira líquido-vapor. Nesse estado, a cada pressão
corresponde uma temperatura de saturação
.
Passo 3
Durante evaporação ou condensação a pressão do fluido se mantém (aproximadamente) constante ao longo do trocador. Como o calor fornecido ou retirado é usado para converter fase, a temperatura não sobe nem desce, ela permanece em
até que toda massa mude de fase.
Passo 4
Na prática existe uma pequena queda de pressão
ao longo do trocador (devido a perdas por atrito), e isso acarreta uma ligeira variação de
. Ou seja, localmente a temperatura pode cair (na evaporação) ou subir (na condensação) conforme a pressão diminui, mas esse “tilt” é normalmente muito pequeno.
Passo 5
Portanto, para fins de análise e projeto de trocadores de calor de mudança de fase, assume-se que a temperatura do fluido saturado é praticamente constante durante todo o trecho de evaporação ou condensação, com variações sóvidas‐devidas a
.
Resposta
A temperatura do fluido saturado permanece essencialmente constante
durante a evaporação ou condensação, variando apenas de forma muito pequena devido à queda de pressão ao longo do trocador.