Um trocador com \varepsilon=0,8 e C_{r}=0,7 resfria um equipamento elétrico. Se C_{\text {min }}=2000 \mathrm{~W} / \mathrm{K}, T_{\text {quente,ent }}=95^{\circ} \mathrm{C}, T_{\text {frio,ent }}=25^{\circ} \mathrm{C}, calcule a taxa de transferência de calor.

Passo 1

O enunciado trata de um trocador de calor analisado pelo método ε–NTU. Temos os seguintes dados:
  • Efetividade \varepsilon = 0,8
  • Menor capacidade térmica C_{\min} = 2000\\ \mathrm{W/K}
  • Temperatura de entrada do fluido quente \,T_{\text{quente,ent}} = 95^\circ\mathrm{C}
  • Temperatura de entrada do fluido frio \,T_{\text{frio,ent}} = 25^\circ\mathrm{C}
Queremos determinar a taxa de transferência de calor \dot Q.

Passo 2

Calculamos primeiro a máxima taxa de calor possível (quando o fluido de menor capacidade térmica chegasse à temperatura do outro fluido), que é
\dot Q_{\max} = C_{\min}\,\bigl(T_{\text{quente,ent}} - T_{\text{frio,ent}}\bigr).

Passo 3

Sabendo a efetividade, a taxa real de calor é
\dot Q = \varepsilon \,\dot Q_{\max}.

Passo 4

Substituindo os valores:
T_{\text{quente,ent}} - T_{\text{frio,ent}} = 95 - 25 = 70\\ ^\circ\mathrm{C},
\dot Q_{\max} = 2000 \times 70 = 140\,000\\ \mathrm{W},
\dot Q = 0,8 \times 140\,000 = 112\,000\\ \mathrm{W}.

Resposta

A taxa de transferência de calor é \dot Q = 112\,000\\ \mathrm{W} (ou 112\\ \mathrm{kW}).

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