Um trocador de calor em contracorrente opera em regime permanente com efeitos de energia cinética e potencial desprezíveis. Por um dos bocais, água líquida entra a e sai a , com uma perda de carga desprezível. Por outro bocal, Refrigerante entra , e uma vazão mássaica de , saindo a e . A água líquida pode ser modelada como incompressível com . A transferência de calor a partir da superfície externa do trocador de calor pode ser ignorada. Determine:
a) a vazão mássica do fluxo de água líquida, em .
b) a taxa de geração de entropia no interior do trocador de calor em .
Passo 1
Começamos o nosso problema aplicando um balanço de energia no trocador:
Isolando o fluxo mássico de água líquida:
Pelas tabelas do Apêndice, devemos obter algumas propriedades do Refrigerando .
- Superaquecido :
- Líquido Saturado :
Bora para os cálculos!
Passo 2
Letra a)
Para a água líquida, encontramos a variação de entalpia do seguinte modo:
Assim:
Substituindo os dados:
Passo 3
Letra b)
Aplicando um balanço de taxa de equilíbrio de entropia:
Como e a pressão é constante:
Substituindo os dados:
E terminamos!
Até a próxima questão!