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 as áreas de troca térmica.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você tem um evaporador de duplo efeito que está concentrando uma solução de açúcar. O enunciado fornece vários dados, como fluxos de massa, concentrações, temperaturas, e coeficientes de transferência de calor. Nosso objetivo aqui é calcular as áreas de troca térmica necessárias para esse processo. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos como transferência de calor, mudanças de fase e propriedades termodinâmicas das substâncias envolvidas.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é um evaporador de duplo efeito. Basicamente, ele utiliza o vapor condensado do primeiro efeito para fornecer calor ao segundo efeito, tornando o processo mais eficiente. Isso significa que temos duas trocas de calor acontecendo: uma no primeiro efeito (condensação do vapor quente) e outra no segundo efeito (evaporação do solvente).
Passo 3
Vamos começar calculando a quantidade de calor envolvida em cada efeito. Para isso, usamos a fórmula básica da transferência de calor:
Onde:
-
é o calor transferido, -
é a massa, -
é o calor específico, -
é a variação de temperatura.
Passo 4
Para o primeiro efeito, a água do vapor condensa-se e libera calor. Sabemos que o calor específico do vapor de água é
. A temperatura do vapor é
e a temperatura de saturação no segundo efeito é
. A variação de temperatura é então:
Passo 5
Agora, calculamos o calor transferido no primeiro efeito:
Como não temos o fluxo de massa do vapor, assumimos que ele é igual ao fluxo da solução,
. Convertendo para kg/s:
Então:
Passo 6
Para o segundo efeito, a solução está sendo aquecida de
até a nova temperatura de saturação. A variação de temperatura para a solução é:
Usamos o calor específico da solução,
. Com
:
Então, o calor transferido no segundo efeito é:
Passo 7
Agora, vamos calcular as áreas de troca térmica usando a fórmula:
Onde:
-
é o coeficiente global de transferência de calor, -
é a área de troca térmica, -
é a diferença média de temperatura.
Passo 8
Para o primeiro efeito:
Então:
Passo 9
Para o segundo efeito:
Então:
Resposta
As áreas de troca térmica necessárias são aproximadamente
para o primeiro efeito e
para o segundo efeito.
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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
. Escreva os balanços de energia dos efeitos e recalcule
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
;
Você deverá estudar a fonte de ruído de um propulsor de um navio que possui velocidade de rotação de 200 rpm e, para isto, usará um modelo de escala 9 vezes menor do que o real.
Sabendo que os números adimensionais importantes do problema são Reynolds, Re , e Froude, Fr , quais os valores: (a) da velocidade de rotação do propulsor do modelo, , (b) da razão entre a viscosidade cinemática do fluido utilizado no modelo,
, a viscosidade cinemática da água,
(ou seja, do problema real)?
Obs: faça em que
é um comprimento característico,
a velocidade de rotação e
a velocidade característica para Re e Fr.
Questão 3Escolha uma opção:
a.
e
b.
e
c.
e
d.
e
e.
e
Sabendo que os números adimensionais importantes do problema são Reynolds, Re , e Froude, Fr , quais os valores: (a) da velocidade de rotação do propulsor do modelo,
Obs: faça
Questão 3Escolha uma opção:
a.
b.
c.
d.
e.
1-Você deve trocar o isolamento térmico da parede externa de um dormitório, de modo a garantir uma diferença de temperatura de, no mínimo,
entre o meio externo (mais quente) e o meio interno (mais frio) e têm três opções possíveis:
- Possibilidade 1: Isolar com uma placa de 20 mm usando um material com
; - Possibilidade 2: Isolar com uma placa de 15 mm usando um material com
; - Possibilidade 3: Isolar com duas placas (placas compostas) sendo a placa externa de 5 mm usando o mesmo material da possibilidade 1 e a outra placa (a placa interna) também com 5 mm mas com o material da possibilidade 2 .
Você pode ainda introduzir um ventilador do lado interno, aumentando o valor dede 2 para . Qual a alternativa que causa o menor fluxo de calor através da parede? A área da parede é igual a .
Questão 1Escolha uma opção:
a.
Possibilidade 3 sem ventilador
b.
Possibilidade 1 sem ventilador
c.
Possibilidade 2 sem ventilador
d.
Possibilidade 1 com ventilador
e.
Possibilidade 2 com ventilador
f.
Possibilidade 3 com ventilador