Questão 57 · Conhecimentos Específicos (outras áreas): Engenharia e arquitetura

Gabarito: ERRADO.

Para determinar o NTU (Número de Unidades de Transferência) do regenerador, precisamos analisar o gráfico fornecido. O gráfico mostra a efetividade (ε) em função do NTU para diferentes valores de C_r (razão de capacidade térmica). Embora o enunciado não forneça diretamente a efetividade ou o C_r, podemos inferir a efetividade a partir das temperaturas fornecidas no esquema de operação.

O ar quente entra a 100 °C e sai a 60 °C. O ar frio entra a 20 °C e sai a 80 °C. A efetividade (ε) de um trocador de calor é definida como a razão entre a taxa de transferência de calor real e a taxa máxima de transferência de calor termodinamicamente possível. Para o fluido quente, ε = (T_quente_entrada - T_quente_saída) / (T_quente_entrada - T_frio_entrada) = (100 - 60) / (100 - 20) = 40 / 80 = 0,5. Para o fluido frio, ε = (T_frio_saída - T_frio_entrada) / (T_quente_entrada - T_frio_entrada) = (80 - 20) / (100 - 20) = 60 / 80 = 0,75.

Como a efetividade deve ser a mesma para ambos os fluidos em um regenerador, e considerando que as perdas de calor são desprezíveis e o cp é o mesmo para ambos os fluxos de ar, a efetividade é determinada pelo fluido com a menor variação de temperatura ou pela média ponderada. No entanto, o mais comum é que a efetividade seja calculada com base na máxima diferença de temperatura possível. Se considerarmos a efetividade como a razão entre a variação de temperatura do fluido com menor capacidade térmica e a máxima variação de temperatura possível, ou se considerarmos a efetividade do lado do fluido quente (0,5), ao consultar o gráfico, para uma efetividade de 0,5 e C_r = 1 (já que o cp é o mesmo e as vazões mássicas são iguais, como é comum em regeneradores), o NTU é aproximadamente 2. Se considerarmos a efetividade do lado do fluido frio (0,75), o NTU seria aproximadamente 3. Em qualquer caso, o NTU não é superior a 4,0.

Dica: Em questões de termodinâmica e transferência de calor, sempre verifique as definições de efetividade e NTU e como elas se relacionam com as temperaturas de entrada e saída dos fluidos.