Projetos de Trocadores de Calor - Operações Unitárias II - Engenharia de Alimentos

Projetos de Trocadores de Calor Operações Unitárias 2 Engenharia de Alimentos Profa Kelly T Catelam IFSP Matão Exemplo 101 livro Tadini et al Um trocador de calor de casco e tubos com área de troca de 21m2 opera resfriando suco de abacaxi com concentração de sólidos solúveis de 15Brix O suco percorre o lado dos tubos fazendo dois passes Já o casco é atravessado uma vez com água do resfriamento que entra a 50 C As vazões volumétricas de suco e de água são 10 e 19 m3h respectivamente Sensores de temperatura nos dutos de entrada e saída forneceram as seguintes temperaturas médias Tqe 50C e Tqs 23C Determine a A carga térmica do trocador b A temperatura de saída da água c A eficiência térmica d O coeficiente global de troca térmica Propriedades físicas médias Suco de abacaxi densidade 1060 kgm3 Cp 3770 JkgK Água densidade 1000 kgm3 Cp 4200 JkgK Solução Trocador 12 1 passe carcaça 2 passes tubos Tqe 50C Tqs 23C Tfe 5C Tfs a ṁs Qsρs 1 m³h 1060 kgm³ 1 h3600 s 0294 kgs ṁa Qsρs 19 m³h 1000 kgm³ 1 h3600 s 0529 kgs Q ṁq Cpq Tqe Tqs 0294 kgs 3770 JkgK 50 23C 30000 Js b Q ṁf Cpf Tfs Tfe 30000 Js 0529 kgs 4200 JkgK Tfs 5C Tfs 185C Trocador 12 1 passe carcaça 2 passes tubos Tqe 50C Tqs 23C Tfe 5C Tfs 185C c Eficiência do TC η Q Qmax Q mCpmin Tqe Tfe 30000 Js 0294 kgs 3770 JkgK 50 5C 0601 601 d U processo em contracorrente ΔTml Tqs Tfe Tqe Tfs lnTqs TfeTqe Tfs 23 5 50 185 ln23 550 185 2412C d R1 ṁa Cpágua ṁs Cpsuco 0529 4200 0294 3770 20 P1 Tfs Tfe Tqe Tfe 185 50 50 5 03 Obs se invertesse os fluidos R1 050 e P1 060 F também seria 088 d U q AΔTmlF 30000 Js 21 m² 2412ºC 088 673 J sm²K 673 W m²K ou U NUT ṁCpágua A 064 0529 kg s 4200 J kgK 21m² 677 W m²K NUT₁ UA ṁCp₁ R₁ ṁCp₁ ṁCp₂ T2e T2x T1s T1e P₁ T1v T1e T2x T1e R₁ 20 P₁ 03 064 Referências bibliográficas TADINI C C et al Operações Unitárias na Indústria De Alimentos V 1 LTC 2017 TOSI ML Aulas 3 4 e 5 Trocadores de calor exercícios FZEAUSP 2018 OBRIGADA