Questão 3299691

No planejamento e na otimização de sistemas térmicos para reaproveitamento energético em instalações de uma universidade federal, um Engenheiro Mecânico é encarregado de avaliar o desempenho de um trocador de calor de casco e tubos utilizado no sistema de aquecimento de água para chuveiros e torneiras. Nesse sistema, dois fluxos de água (quente e fria) trocam calor em regime permanente.

A água quente (fluido quente) entra no trocador a 80 °C e sai a 44 °C. A água fria (fluido frio), que será aquecida, entra a 20 °C e sai a 56 °C. Considere que as capacidades térmicas mássicas dos fluidos (produto da vazão mássica pela capacidade calorífica), \(C_h\) = \(C_c\) . = são iguais.

Para determinar a efetividade ( \(\epsilon\) ) do trocador de calor, utilize as seguintes fórmulas:

Efetividade do trocador de calor ( \(\epsilon\) ):

é a taxa de transferência de calor real observada.

é a taxa máxima de transferência de calor que seria possível se o trocador de calor tivesse uma área de troca de calor infinita e operasse de forma ideal.

Taxa de transferência de calor real \(\left(Q_{real}=T_{h,saida\ }-T_{h,entrada}\right)\)

Máxima taxa de transferência de calor termodinamicamente possível \(\left(Q_{\max imo}\right)\) :

Onde \(C_{\min imo}\) é a menor das capacidades térmicas \(\left(C_h\ ou\ C_c\right).\)

Com base nos dados fornecidos, qual é a efetividade do trocador de calor?