Departamento de Engenharla Química
DEQ
Profa. Licianne Pimentel
uis
Questão 04: A água que entra a 10^circ C é aquecida a 40^circ C no tubo de 0,02 m DI a uma taxa de massa de 0,01 kg / s. A parte externa do tubo é coberta com um isolante e um elemento de aquecimento elétrico produz um calor uniforme fluxo de 15000 W / m 2 sobre a superficie. Negligenciar qualquer efeito de entrada, determine;
(g) A potência de bombeamento necessária, se a bomba for 50 % eficiente.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos água entrando a 10°C e sendo aquecida até 40°C dentro de um tubo com diâmetro interno de 0,02 m. A taxa de massa da água é de 0,01 kg/s. A parte externa do tubo tem um isolante e um elemento de aquecimento que fornece um fluxo de calor uniforme de 15.000 W/m². Queremos determinar a potência de bombeamento necessária, sabendo que a bomba tem 50% de eficiência.
Vamos precisar usar conceitos de transferência de calor e eficiência de bombas para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de calor necessária para aquecer a água. Usamos a fórmula:
Q = dotm cdot cp cdot De
Onde:
  • é o calor transferido (em watts, W)
  • é a taxa de massa (0,01 kg/s)
  • é a capacidade calorífica da água (aproximadamente 4.186 J/g°C ou 4186 J/kg°C)
  • é a variação de temperatura (40°C - 10°C = 30°C)

Passo 3

Substituindo os valores na fórmula:
Q = 0,01 , kg/s times 4186 , J/kg°C times 30 , °C = 0,01 times 4186 times 30 = 1255,8 , W
Então, precisamos de 1255,8 W para aquecer a água.

Passo 4

Agora, vamos considerar a potência de bombeamento. A eficiência da bomba ( Pbombeamento = Qeta ) é de 50%, ou seja, 0,5. A potência real necessária para bombear a água é dada por:
Onde:
  • é a potência que a bomba precisa fornecer (em W)
  • é o calor necessário (1255,8 W)
  • é a eficiência da bomba (0,5)

Passo 5

Substituindo os valores na fórmula:
Pbombeamento = 1255,8 , W0,5 = 2511,6 , W
Portanto, a bomba precisa fornecer 2511,6 W para aquecer a água conforme as condições dadas.

Resposta

A potência de bombeamento necessária é de aproximadamente 2511,6 W.

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© o comprimento do tubo necessário para um aumento de 30^circ C. em temperatura média;
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Questão 04: A água que entra a 10^circ C é aquecida a 40^circ C no tubo de 0,02 m DI a uma taxa de massa de 0,01 kg / s. A parte externa do tubo é coberta com um isolante e um elemento de aquecimento elétrico produz um calor uniforme fluxo de 15000 W / m 2 sobre a superficie. Negligenciar qualquer efeito de entrada, determine;
(b) O coeficiente de transferência de calor;
Dadas as reações abaixo e suas respectivas entalpias padrões
lr 2 C2 H2(g)+5 O2(g) rightarrow 4 CO2(g)+2 H2 O(l) & De
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