Exemplos:
1.
Água é continuamente aquecida de 25 até 50 °C através do vapor
condensando a 110°C. Se a taxa de massa da água permanece
constante mas sua temperatura de entrada cai para 15 °C, qual será a
nova temperatura de saída? R: 42,9 °C
2.
Qual é a máxima taxa de transferência de calor possível em um
trocador contra corrente se água entra 30 °C, resfriando óleo entrando
a 60 °C? R: 171,6 kW
Dados:
m agua  1,5kg / s
30C
4,19kJ /( kgK )
m óleo  2,6kg / s
60C
2,2kJ /( kgK )
3. Um trocador de calor duplo tubo, de paredes finas, com fluxo paralelo é
usado para aquecer um produto químico, cujo calor específico é igual a
1800 J/kg°C com água quente (Cp = 4180 J/kg°C). O produto químico entra a
20°C com taxa de massa igual a 3 kg/s, enquanto a água entra a 110°C e
taxa de massa de 2 kg/s. A área da superfície do TC é 7 m2 e o valor do U é
de 1200 W/m2. Determine as temperaturas de saída do produto químico e
da água.
4. Reconsidere o problema anterior. Usando o EES, investigue os efeitos
das temperaturas de entrada, tanto do produto químico quanto da água
nas temperaturas de saída. Varie a temperatura de entrada de 10°C até
50°C para o produto químico e de 80°C até 150°C para a água. Plote a
temperatura de saída de cada fluido em função da temperatura de
entrada.
5. Gases de exaustão quentes de um motor diesel estacionário são usados para
gerar vapor em um TC. Os gases (Cp = 1051 J/kg°C) entram no trocador a 550°C
a uma taxa de massa igual a 0,25 kg/s enquanto água líquida saturada entra,
vaporizando a 200°C (hfg = 1941 kJ/kg). A superfície de troca térmica, baseada
no lado da água, é de 0,5 m2 e o valor do U é de 1780 W/m2°C. Determine a taxa
de transferência de calor, a temperatura de saída dos gases e a taxa de
vaporização da água.
6. Refaça o problema anterior utilizando o EES investigando o efeito da
temperatura de entrada dos gases de exaustão na taxa de transferência de
calor, na temperatura de saída dos gases e na taxa de vaporização da água.
Varia a temperatura dos gases na faixa entre 300 a 600°C. Plote a taxa de
transferência de calor, a temperatura de saída dos gases, a taxa de vaporização
da água como função da temperatura dos gases.
7. Vapor d`água em um condensador de uma planta de potência deve ser
condensado na temperatura de 50°C (hfg = 2305 kJ/kg) utilizando água de
resfriamento (cp = 4180 J/kg°C) proveniente de um lago próximo, que entra a
18°C e sai a 27°C. A área da superfície dos tubos é de 58 m2 e o coef. global de
TC é igual a 2400 W/m2°C. Determine a taxa de fluxo de massa da água e a
taxa de condensação do vapor no condensador.