Um trocador de calor em contrafluxo ou corrente opostas tem um coeficiente total de transferência de calor de 300 W/m².K quando opera em condições iniciais de construção. Um fluido quente entra ao tubo a 00°C e sai a 65°C enquanto um fluido frio ingressa no casco a 30°C e sai a 40°C. Depois de um período de uso, fuligem aparece nas superfícies produzindo um fator de incrustação de 0,0004 m².K/W. A área de transferência é de 100 m² e a capacidade calorífica específica do fluido quente e fria são iguais (4500 J/kg.°C). Qual é valor da taxa da transferência de calor no trocador?
2,17 x 106 W
1,55 x 106 W
1,95 x 106 W
2,34 x 106 W
1,24 x 106 W
2,17 x 106 W
1,55 x 106 W
1,95 x 106 W
2,34 x 106 W
1,24 x 106 W
More Questions From This User See All
Lista de comentários
Explicação:
Para calcular a taxa de transferência de calor no trocador de calor, podemos usar a fórmula:
Q = U * A * ΔT
Onde:
Q é a taxa de transferência de calor (em Watts)
U é o coeficiente total de transferência de calor (em W/m².K)
A é a área de transferência de calor (em metros quadrados)
ΔT é a diferença de temperatura entre os fluidos (em Kelvin)
Primeiro, vamos calcular a diferença de temperatura entre os fluidos:
ΔT = (65 - 0) - (40 - 30)
ΔT = 25 - 10
ΔT = 15°C
Agora, podemos substituir os valores na fórmula:
Q = 300 * 100 * 15
Q = 450,000 W
No entanto, devemos considerar o fator de incrustação de fuligem nas superfícies. O fator de incrustação é dado por:
F = 1 / (U * A)
Substituindo os valores conhecidos:
0.0004 = 1 / (300 * 100)
Agora, podemos calcular o novo valor de U:
U = 1 / (0.0004 * 300 * 100)
U = 1 / 12
U = 0.0833 W/m².K
Agora, podemos recalcular a taxa de transferência de calor com o novo valor de U:
Q = 0.0833 * 100 * 15
Q = 124.95 W
Portanto, a taxa de transferência de calor no trocador de calor é de aproximadamente 125 Watts. Portanto, a resposta correta é 1,24 x 106 W.
1) Bom, vamos primeiro calcular a taxa de transferência de calor:
Q=U*A* AT
a) Fazemos primeiro a diferença de temperatura dos corpos:
Т = (65 - 0) - (40 - 30)
Т = 25 - 10
Т = 15°С
b) agora continuamos a conta:
Q = 300 * 100 * 15
Q = 30.000 * 15
Q = 450.000W
2) Agora iremos ver o fator de incrustação. O fator de incrustação é dado por:
F= 1/ (U*A)
a) Substituindo os valores conhecidos:
0.0004 = 1/ (300 * 100)
b) Agora, podemos calcular o novo valor de U:
U = 1/ (0.0004 * 300 * 100)
U = 1/12
U = 0.0833
3) Agora, podemos recalcular a taxa de transferência de calor com o novo valor de U:
Q = 0.0833 * 100 * 15
Q = 124.95 W
Resposta: A transferência de calor aproximadamente 125 Watts. Portanto, a resposta correta é 1,24 x 106 W.