![\"\"](\"https:\/\/i0.wp.com\/atividademapa.com\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Fenomenos.png?resize=345%2C269&ssl=1\")
\nFonte: adaptado de: Cengel; Boles (2013).<\/p>\n
MAPA – Fen\u00f4menos de Transporte – 52\/2025<\/p>\n
Um dos maiores desafios da engenharia \u00e9 atender \u00e0s necessidades mundiais de gera\u00e7\u00e3o de pot\u00eancia. Os dispositivos ou sistemas utilizados para produzir pot\u00eancia s\u00e3o geralmente chamados de motores, e os ciclos termodin\u00e2micos nos quais eles operam s\u00e3o chamados de ciclos de pot\u00eancia (Cengel; Boles, 2013).<\/p>\n
De maneira geral, a planta de pot\u00eancia a vapor \u00e9 uma m\u00e1quina t\u00e9rmica em que o fluido de trabalho escoa em regime permanente, sucessivamente por meio de uma bomba, de um evaporador (caldeira), de uma turbina e de um condensador, em um processo c\u00edclico (Smith, 2011). Esses equipamentos s\u00e3o identificados na figura a seguir.<\/p>\n
Figura 1 \u2212 Dispositivos do ciclo de pot\u00eancia.<\/p>\n
\nFonte: adaptado de: Cengel; Boles (2013).<\/p>\n
Se h\u00e1 escoamento de um fluido e troca t\u00e9rmica em equipamentos como caldeira e condensador, os conceitos de fen\u00f4menos de transporte s\u00e3o essenciais para o estudo desses equipamentos.
\nImagine que voc\u00ea foi escolhido para fazer um estudo mais detalhado sobre o condensador de uma m\u00e1quina t\u00e9rmica. Para isso, alguns dados s\u00e3o importantes:<\/p>\n
– A tubula\u00e7\u00e3o \u00e9 feita de a\u00e7o carbono cujo di\u00e2metro \u00e9 de 5,08 cm.
\n– Na temperatura do condensador, o fluido de trabalho possui massa espec\u00edfica de aproximadamente 1 g\/mL e viscosidade absoluta de 0,6531 cP.
\n– Temperatura do fluido de trabalho na entrada do condensador: 95 \u00b0C.
\n– Temperatura da \u00e1gua na entrada do condensador: 20 \u00b0C.
\n– Temperatura do fluido de trabalho na sa\u00edda do condensador: 55 \u00b0C.
\n– Temperatura da \u00e1gua na sa\u00edda do condensador: 35 \u00b0C.
\n– O coeficiente global de transfer\u00eancia de calor \u00e9 de 100 W\/(m\u00b2.K).
\n– Escoamento contracorrente.<\/p>\n
Diante do exposto, fa\u00e7a o que se pede a seguir:<\/p>\n
a) O fluido de trabalho passa pelo condensador a uma velocidade m\u00e9dia de 5 m\/s. Determine a vaz\u00e3o m\u00e1ssica do fluido no condensador.<\/p>\n
b) Determine se o fluido em escoamento se encontra em regime laminar ou turbulento. Justifique.<\/p>\n
c) Sendo o fator de atrito aproximadamente 0,019, determine a perda de carga do escoamento por metro de tubula\u00e7\u00e3o. Adote g = 9,8 m\/s\u00b2.<\/p>\n
d) Determine a \u00e1rea de troca t\u00e9rmica do condensador sabendo que ele \u00e9 um trocador de calor projetado para retirar calor do fluido a uma taxa de 75 kJ por kg de fluido de trabalho utilizado no sistema.<\/p>\n
Fonte: CENGEL, Y. A.; BOLES, M. A. Termodin\u00e2mica. 7. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013.
\nSMITH, J. M. Introdu\u00e7\u00e3o \u00e0 Termodin\u00e2mica da Engenharia Qu\u00edmica. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2011.<\/p>\n
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