Um evaporador concorrente de duplo efeito é usado para concentrar uma solução de açúcar. Temos que
e
. Vapor saturado a
é utilizado no primeiro efeito. A pressão do segundo efeito
com a temperatura de saturação igual a
. A elevação do ponto de ebulição é dada por
em
. O calor específico da solução é dado por
em KJ/Kg.K. O Cp do vapor de água pode ser admitido constante e igual a
. Os coeficientes globais são dados por:
e
. Calcule
;
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre um evaporador concorrente de duplo efeito usado para concentrar uma solução de açúcar. Nosso objetivo é calcular
. Para isso, precisamos entender conceitos de balanço de energia e propriedades termodinâmicas envolvendo calor específico e elevação do ponto de ebulição.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as informações que temos:
- Vazão da solução (
) = 10.000 kg/h - Concentração inicial da solução (
) = 0,1 - Concentração final da solução no segundo efeito (
) = 0,5 - Temperatura da solução inicial (
) = 50°C - Vapor saturado usado no primeiro efeito com temperatura de 115°C
- Pressão no segundo efeito (
) = 13,65 KPa, temperatura de saturação = 51,67°C - Fórmula para elevação do ponto de ebulição (
) = °C - Calor específico da solução (
) = kJ/kg.K - Calor específico do vapor de água = 1,92 kJ/kg.K
- Coeficientes globais:
W/m².K e W/m².K
Passo 3
Vamos entender o que é um evaporador de duplo efeito concorrente. Nesse sistema, o vapor gerado no primeiro efeito é usado para fornecer calor ao segundo efeito, aumentando a eficiência do processo. Nosso objetivo é determinar a vazão do líquido
no segundo efeito.
Passo 4
Para calcular
, precisamos fazer um balanço de massa e energia entre os dois efeitos. Vamos começar com o balanço de massa.
Balanço de Massa:
No primeiro efeito, a solução entra com concentração
e sai como uma solução mais concentrada no segundo efeito com
.
A vazão da solução concentrada no segundo efeito (
) pode ser relacionada à vazão da solução inicial e às concentrações:
Passo 5
Agora, vamos resolver a equação de balanço de massa para encontrar
:
Substituindo os valores dados:
Resposta
A vazão do líquido no segundo efeito (
) é de 2.000 kg/h.
Exercícios relacionados
Um evaporador concorrente de duplo efeito é usado para concentrar uma solução de açúcar. Temos que
e
. Vapor saturado a
é utilizado no primeiro efeito. A pressão do segundo efeito
com a temperatura de saturação igual a
. A elevação do ponto de ebulição é dada por
em
. O calor específico da solução é dado por
em KJ/Kg.K. O Cp do vapor de água pode ser admitido constante e igual a
. Os coeficientes globais são dados por:
e
. Assumindo quantidades iguais de vapor gerado, determine
e
;
Calcule o número de Reynolds para o escoamento de água a
em um duto circular com um diâmetro de
. A magnitude da vazão é de
. Qual é o tipo de fluxo?
Um evaporador concorrente de duplo efeito é usado para concentrar uma solução de açúcar. Temos que
e
. Vapor saturado a
é utilizado no primeiro efeito. A pressão do segundo efeito
com a temperatura de saturação igual a
. A elevação do ponto de ebulição é dada por
em
. O calor específico da solução é dado por
em KJ/Kg.K. O Cp do vapor de água pode ser admitido constante e igual a
. Os coeficientes globais são dados por:
e
. Calcule
e
;
Um evaporador concorrente de duplo efeito é usado para concentrar uma solução de açúcar. Temos que
e
. Vapor saturado a
é utilizado no primeiro efeito. A pressão do segundo efeito
com a temperatura de saturação igual a
. A elevação do ponto de ebulição é dada por
em
. O calor específico da solução é dado por
em KJ/Kg.K. O Cp do vapor de água pode ser admitido constante e igual a
. Os coeficientes globais são dados por:
e
. Calcule os valores de
e
;