Para resfriar um transformador, ar (
) escoa a
, entrando a
saindo a
. Água (
) entra a
a
. Calcule a efetividade.
Passo 1
O enunciado descreve um trocador de calor em que o ar (fluido quente) escoa com
,kg/s,
,J/(k
), entra a
C e sai a
C; a água (fluido frio) escoa com
,kg/s,
,J/(k
) e entra a
C. Precisamos calcular a efetividade
, definida como
onde
é a taxa de calor efetivamente transferida e
é a máxima taxa possível se o fluido de menor capacidade térmica atingisse a diferença máxima de temperatura.
Passo 2
Calcular a taxa de calor retirada do ar:
Esse
é a mesma taxa de calor absorvida pela água em regime estacionário, logo
,W.
Passo 3
Determinar a temperatura de saída da água (apenas para conferir congruência):
Igualando
,
Passo 4
Calcular as capacidades térmicas:
O menor valor é
,W/K.
Passo 5
Calcular a taxa máxima de transferência de calor:
Passo 6
Calcular a efetividade:
Resposta
A efetividade do trocador de calor é aproximadamente
.