A questão aborda o tema TROCADORES DE CALOR, estes são dispositivos que facilitam a troca de calor entre fluidos que se encontram em diferentes temperaturas, evitando a mistura de um com o outro. São utilizados em uma ampla gama de aplicações, desde sistemas de aquecimento e ar condicionado domésticos a processos químicos e produção de potência em grandes usinas. Eles diferem de câmaras de mistura visto que não permitem a mistura dos dois fluidos envolvidos.
A transferência de calor em um trocador de calor geralmente envolve convecção em cada fluido e condução através da parede que separa os dois fluidos. A taxa de transferência de calor entre dois fluidos em um local de trocador de calor depende da magnitude da diferença de temperatura no local, que varia ao longo do trocador de calor.
Entre os diversos tipos de trocador de calor (casco e tubo, placa e quadro, regenerativos estáticos e dinâmicos) há os de tubo duplos. Estes podem ser de escoamento paralelo ou escoamento contracorrente.
(B) a efetividade de um trocador de calor é a razão entre a transferência de calor real e a máxima transferência de calor possível que ocorre no processo de transferência de calor. A transferência de calor máxima que pode ocorrer no trocador de calor se dá quando o fluido frio é aquecido até a temperatura de saída do fluido quente.
ERRADO. Pois, a efetividade de um trocador de calor é sim a razão entre a transferência de calor real e a máxima transferência de calor possível que ocorre no processo de transferência de calor. Todavia, a transferência de calor máxima que pode ocorrer no trocador de calor se dá quando o fluido frio é aquecido até a temperatura de ENTRADA do fluido quente. Lembre-se que isso é uma idealização, porque, para não contradizer a 2ª Lei da Termodinâmica, é impossível que o fluido frio atinja a mesma temperatura que o fluido quente entra no trocador de calor, deve haver sempre uma diferença de temperatura para que ocorra a transferência de calor.
(C) deve ser realizada a limpeza periódica nas superfícies dos trocadores de calor para retirar as impurezas que incrustam nas paredes. Essas incrustações são responsáveis por aumentar a resistência à transferência de calor por causar, principalmente, distúrbios no escoamento, diminuindo, dessa forma, o coeficiente convectivo associado ao escoamento.
ERRADO. Pois, deve sim ser realizada a limpeza periódica nas superfícies dos trocadores de calor para retirar as impurezas que incrustam nas paredes. Realmente, essas incrustações são responsáveis por aumentar a resistência à transferência de calor, entretanto, o que elas ocasionam, principalmente, é o aumento da resistência de condução da parede que separa os dois fluidos. A rede de resistência térmica associada ao processo de transferência de calor em um trocador de calor envolve duas resistências de convecção, as quais podem ser modificadas por distúrbio no escoamento, e uma resistência de condução, que pode ser influenciada pelas incrustações, diminuindo, dessa forma, o coeficiente global de transferência de calor e não o convectivo associado ao escoamento.
(D) quando se utiliza serpentinas helicoidais como trocadores de calor, a transferência de calor intensifica devido à indução de um escoamento secundário causada por forças centrífugas no fluido, tornando o coeficiente convectivo maior nesse tipo de aplicação.
CERTO. Pois, as serpentinas fazem com que haja intensificação da transferência de calor devido à indução de um escoamento secundário causada por forças centrífugas no fluido, ou seja, um escoamento turbulento. A intensa mistura do fluido nesse tipo de escoamento, como resultado das rápidas flutuações do fluido, aumenta a transferência de calor, aumentando a taxa de transferência de calor por convecção, ou seja, incrementando o coeficiente convectivo. Os escoamentos turbulentos são caracterizados por flutuações caóticas e rápidas nas regiões de remoinhos do fluido ao longo do escoamento, chamadas turbilhões. Esses turbilhões transportam massa e energia para outras regiões muito mais rapidamente do que a difusão molecular, aumentando muito a transferência de calor.
Nossa resposta é, portanto, a alternativa (D).
Resposta: D