FísicaVazão e equação da continuidadeCebraspe 2009
INMETRO
Questão de Física
Deseja-se projetar um trocador de calor casco e tubo que aqueça água, a uma vazão mássica a, de uma temperatura Ta até TNa. Para isso, deve ser utilizado um fluxo de óleo aquecido que entre no lado do casco do trocador a uma temperatura To e deixe o trocador à temperatura TNo. Considere que as capacidades caloríficas da água e do óleo, nas condições de operação, sejam Ca e Co, respectivamente. Considere, ainda, que as perdas de calor para as vizinhanças, as variações de energia potencial e cinética, a resistência térmica das paredes do tubo e os efeitos de incrustação são desprezíveis.
Com relação a esse trocador de calor, julgue os itens seguintes. O valor do coeficiente global de transferência de calor do trocador depende do diâmetro dos tubos.

A água, comportando-se como um fluido incompressível, escoa através de uma tubulação horizontal de diâmetro d, conforme ilustra a figura acima. Em determinado ponto da tubulação, foi acoplado um dispositivo medidor de vazão. Esse dispositivo consiste de um mecanismo que reduz o diâmetro disponível para o escoamento em uma região do tubo, temporariamente, para d/2, e um manômetro de mercúrio cujos braços são acoplados em duas regiões da tubulação, uma delas de diâmetro normal e a outra de diâmetro reduzido, conforme representado na figura.
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Questão de prova oficial, com o gabarito definitivo publicado pela banca. Reproduzida para fins de estudo.


