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
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 de de 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