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Questão 5/10 - Transferência de Calor Ler em voz alta Água é usada para resfriar óleo lubrificante de uma instalação industrial. Sabendo que a vazão da água que circula na carcaça é de 2,0 kg/s, que esta água entra no trocador de calor a 30°C e sai a 70°C, que o óleo que circula nos tubos é resfriado de 203°C para 173°C, e que o trocador de calor é do tipo casco tubo com um passe na carcaça e dois passes nas tubulações com circulação dos fluidos em contra-corrente, determinar a área de transferência de calor necessária para esta troca térmica. Considerar o coeficiente global de transferência de calor como 300 W/m2K e cp da água 4181 J/kgK. q = FUA Δ T1= Teq – Tef Δ T2= Tsq – Tsf A A = 8,26 m2 B A = 82,6 m2 C A = 826 m2 D A = 8260 m2
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Elio Sandro Lima

há 2 meses

Respostas

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há 2 meses

Vamos resolver passo a passo. Dados: - Vazão da água, ṁ_água = 2,0 kg/s - Temperatura da água entrada, T_água_in = 30°C - Temperatura da água saída, T_água_out = 70°C - Temperatura do óleo entrada, T_óleo_in = 203°C - Temperatura do óleo saída, T_óleo_out = 173°C - Coeficiente global de transferência de calor, U = 300 W/m²K - Calor específico da água, cp_água = 4181 J/kg·K --- 1. Calcular a taxa de calor transferida (Q): Q = ṁ_água × cp_água × (T_água_out - T_água_in) Q = 2,0 × 4181 × (70 - 30) = 2,0 × 4181 × 40 = 334,480 W = 334,480 W --- 2. Calcular a diferença de temperatura média logarítmica (ΔT_lm): ΔT1 = T_óleo_in - T_água_out = 203 - 70 = 133°C ΔT2 = T_óleo_out - T_água_in = 173 - 30 = 143°C ΔT_lm = (ΔT2 - ΔT1) / ln(ΔT2 / ΔT1) ΔT_lm = (143 - 133) / ln(143 / 133) = 10 / ln(1,075) ≈ 10 / 0,0723 ≈ 138,4°C --- 3. Calcular a área de transferência de calor (A): Q = U × A × ΔT_lm → A = Q / (U × ΔT_lm) A = 334,480 / (300 × 138,4) = 334,480 / 41,520 ≈ 8,06 m² --- Resposta correta: A ≈ 8,26 m² (considerando arredondamento) Alternativa correta: A) 8,26 m²

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