Prova Operações Unitárias II - Trocadores de Calor - UNIFAL

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO Universidade Federal de Alfenas UNIFALMG Instituto de Ciência e Tecnologia Av 28 Roberto José Andrazzia Viétes n 11999 Km 533 37715000 Cidade Universitaria Poços de Caldas MG Brasil ICT527ICT572 OPERAÇÕES UNITÁRIAS II 20232 Prof Jaqueline Costa Atividade avaliativa 1 Data 05102023 Instruções Avaliação individual com consulta sem dispositivos com acesso a internet Respostas escritas à caneta sem rasuras objetivas e claras Respostas devem ser sempre acompanhadas de justificativas com cálculos 1 5 pontos Uma solução de etanol à vazão de 29kgs deve ser resfriada de 75ºC a 45ºC através da utilização de água à vazão de 4kgs e temperatura de 15ºC O trocador de calor cogitado para esse serviço pode ser do tipo 1 duplo tubo com escoamento concorrente 2 duplo tubo com escoamento contracorrente ou 3 casco e tubos com 1 passe no casco e 2 passes nos tubos Considerando um coeficiente global de troca térmica com base na área externa de 500 Wm2K determine a carga térmica a temperatura de saída da água de resfriamento e a área de troca térmica para cada uma das opções de trocador disponíveis Discuta os resultados obtidos Dado calor específico médio do etanol 3840 JkgK 2 5 pontos Um trocador de calor casco e tubos é utilizado para resfriar uma corrente de água com uma vazão de 80000kgh de 35ºC para 25ºC O calor é transferido para 140000kgh de água bruta que é fornecida a 20ºC As chicanas estão espaçadas de 12in e é desejável que se utilize um passe no casco e um passe nos tubos Os tubos possuem diâmetro externo de 00254m e diâmetro interno de 00229m espessura de parede de 0049in e estão dispostos em um arranjo quadrado O diâmetro do casco é de 1525in O passo é de 125in e a abertura de 025in Considerando que a máxima perda de carga permitida é de 200kPa e um coeficiente de transferência de calor no lado dos tubos de 5200Wm2K avalie se o trocador de calor é aceitável do ponto de vista térmico e hidrodinâmico Propriedades da água a 30ºC cp 41785 kJkgK μ 0000797 kgms k 0614 WmK ρ 9957 kgm³ Pr 543 Propriedades da água a 225ºC cp 4179 kJkgK μ 000095 kgms k 06065 WmK ρ 997 kgm³ Pr 655