A LISTA OPERAÇÕES UNITÁRIAS

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                             Profa. Regiane Silva Pinheiro

Lista de exercícios Operações Unitárias II: Trocador de calor

1. Deseja-se resfriar uma solução aquosa de etanol (calor específico médio= 3840 J/Kg K, à vazão de 2,9 kg/s, de 75 °C a 45 °C. O fluido de resfriamento é água ( calor específico médio= 4180 J/Kg, à vazão de 4 kg /s e e temperatura de entrada igual a 15 °C. o trocado de calor cogitado para esse serviço pode ser do tipo (1) duplo tubo com escoamento concorrente, (2) duplo tubo com escoamento contracorrente ou (3)casco e tubos com 1 passe pelo lado do casco e 1 passe no lado dos tubos. Adote o coeficiente global de troca térmica, com base na área externa é 500 W/m2 K. Determine: (i) a carga térmica e a temperatura de saída da água de resfriamento; (ii)A área de troca térmica necessária para cada caso; (iii) se o trocador de calor casco e tubos possuir 10 tubos, qual área de troca térmica de cada um?

1. Um trocador de calor bi tubular (tubos concêntricos) em contracorrente é projetado para aquecer água de 20 °C a 80 °C, utilizando óleo quente, que é alimentado na região anular a 160 °C e retirado a 140 °C. O tubo interno, com parede delgada, possui um diâmetro Di = 20 mm e o coeficiente global de transferência de calor 500 w/m2 K. A condição de projeto exige uma taxa de transferência de calor total de 3000 W.

1. Qual o comprimento do trocador de calor?
2. Após 3 anos de operação, o desempenho do trocador de calor é deteriorado pela presença de deposição no lado da água e a temperatura de saída da água é somente ´de 65 °C para as mesmas vazões e temperaturas de entrada. Quais são os valores correspondentes da transferência de calor; temperatura de saída do óleo; coeficiente global de transferência de calor e do valor de deposição no lado da água, Re”?

1. Um trocador tubular deve ser projetado para resfriar benzeno (mantido sob pressão no estado líquido) de 82°C para 38°C com água escoando na seção anular, entrando a 21°C, a 1,12 m/s. Os tubos são de aço, o interno com diâmetro de 32 mm e o externo com diâmetro 50 mm. Qual o comprimento do TC para resfriar 3250 kg/h de benzeno?

Dados: Benzeno: ῤ = 798 kg/m3; µ = 0,39 . 10-3 Ns/m2; Cp = 1881 J/Kg °C K = 0,153 W/m°C Água: ῤ = 1000 kg/m;  µ = 725 . 10-6 Ns/m2; Cp = 4180 J/Kg °C K = 0,625 W/m°C

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