Exercícios Resolvidos de Trocadores de Calor

Ver Teoria

Enunciado

5   k g de um líquido frio passa por um trocador de calor a cada segundo. Esse líquido recebe calor a uma taxa de 100   k W ao atravessar o trocador. Determine a variação da entalpia específica do líquido, considerando que ele escoa em regime permanente através da trocador de calor.

Passo 1

O exercício pede para a gente calcular a variação de entalpia específica h s - h e do líquido frio que atravessa o trocador. A figura baixo mostra todos os dados fornecidos pelo enunciado para calcular esse valor.

m ˙ e e m ˙ s são as vazões mássicas do liquido entrando e saindo do trocador respectivamente. Elas são iguais, porque a conservação de massa para um escoamento em regime permanente diz que:

m ˙ e = m ˙ s

Q ˙ é a taxa de calor que o líquido frio recebe durante sua passagem pelo trocador.

Agora que sabemos o que os dados significam, vamos aprender a calcular h s - h e .

Passo 2

h s - h e é calculado a partir da primeira lei para trocadores de calor em regime permanente. Vale lembrar que, nesse caso, nós estamos estudando apenas uma corrente que passa pelo trocador. Estamos estudando a corrente do fluido mais frio. Logo, ele recebe calor! Por isso, Q ˙ é positivo.

m ˙ e ⋅ h e + Q ˙ = m ˙ s ⋅ h s       ⟹     Q ˙ = m ˙ s ⋅ h s - m ˙ e ⋅ h e

Como m ˙ e e m ˙ s são iguais, nós podemos colocar qualquer uma dessas vazões em evidência.

m ˙ e ⋅ h s - h e = Q ˙       ⟹       h s - h e = Q ˙ m ˙ e

Vamos iniciar as contas no próximo passo!

Passo 3

h s - h e = Q ˙ m ˙ e       ⟹       h s - h e = 1 00 5       ⟹       h s - h e = 2 0   k J k g

Resposta

h s - h e = 20   k J k g

Exercícios de Livros Relacionados

Um trocador de calor adiabático é usado para aquecer água fria a 15 °C, a qual entra no trocador a uma taxa de 5 kg/s por meio de água quente a 90 °C, que por sua vez entra no trocador a uma taxa de 4
17- Um trocador de calor é utilizado para resfriar 3k g / s de ar com água. O ar entra no trocador a 600K e é descarregado a 100° C . A água disponível para alimentar o trocador de calor está a 100k P
16- Os sentidos dos escoamentos num trocador de calor duplo tubo são iguais ( o equipamento opera de modo co-corrente). O tubo interno é alimentado com 1k g / s de ar a 500K e o externo com 2k g / s d
14- Água evapora no interior do tubo de uma caldeira que opera a 100k P a . A velocidade do escoamento de líquido saturado que alimenta o tubo é 1m / s e o tubo descarrega vapor saturado a 100k P a .Q
A pressão e a temperatura da água que escoano ramal de distribuição do edifício mostrado na Fig. P6.74 são iguais a 600k P ae10° C . O ramal está localizado num plano localizado a 5m do chão e a press