Lista de Exercicios - Troca de Calor - Engenharia Quimica

Universidade de São Paulo Escola Politécnica Departamento de Engenharia Química PQI 3211 Processos Químicos Prof Moisés Teles LISTA DE EXERCÍCIOS Material de apoio ao estudo Não é preciso entregar a resolução 1 Em que condições a resistência térmica do tudo no trocador de calor é desprezível 2 Considere um trocador de calor de tudo duplo de escoamento paralelo de comprimento L Os diâmetros interno e externo do tubo interno são D1 e D2 respectivamente e o diâmetro interno do tubo externo é D3 Explique como você poderia determinar as duas superfícies de transferência de calor Ai e Ao Quando é razoável presumir AiAoAs 3 Em que condições o aumento da temperatura do fluido frio em um trocador de calor é igual à queda da temperatura do fluido quente 4 O que é taxa de capacidade térmica O que você pode dizer sobre a mudança de temperatura dos fluidos quente e frio em um trocador de calor se ambos os fluidos têm a mesma taxa de capacidade térmica O que significa taxa de capacidade de calor infinita para um fluido em um trocador de calor 5 Em que condições a relação de transferência de calor abaixo é válida para um trocador de calor 6 Considere um condensador em que o vapor a uma determinada temperatura é condensado rejeitando calor para a água de resfriamento Se a taxa de transferência de calor no condensador e o aumento de temperatura da água de resfriamento são conhecidos explique como a taxa de condensação do vapor e a vazão mássica de água de resfriamento podem ser determinadas Além disso explique a forma como a resistência térmica total R desse condensador pode ser avaliada para este caso 7 Na relação de transferência de calor UA Tlm Q para um trocador de calor como é chamado o termo Tlm Como ele é calculado para um trocador de calor de escoamento paralelo e um contracorrente 8 A temperatura de saída do fluido frio em um trocador de calor pode ser superior À temperatura de saída do fluido quente em um trocador de calor de escoamento paralelo E em um trocador de calor contracorrente Explique 9 h saida h entrada ph h c entrada c saida C pc T T m c T T m c Q Resp a 117x106W b 127 kgs e 253 kgs 10 Um escoamento de hidrocarbonetos Cp22 kJkgK a uma taxa de 720 kgh é resfriado de 150 C a 40 C no lado do tubo de um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente A água de resfriamento Cp418 kJkgK entra no trocador de calor a 10 C a uma taxa de 540 kgh O diâmetro do tubo interno é de 25 cm e seu comprimento é de 60 m Calcule o coeficiente global de transferência de calor Resp 231 kWm2K 11 Um trocador de calor de tubo duplo de escoamento paralelo deve aquecer água Cp418 kJkgK de 25 C para 60 C a uma taxa de 02 kgs O aquecimento deve ser assegurado por água geotérmica Cp431 kJkgK disponível a 140 C com vazão mássica de 03 kgs O tubo interno tem parede fina e diâmetro de 08 cm Considerando que o coeficiente global de transferência de calor do trocador é de 550 Wm2K determine o comprimento do tubo necessário para alcançar o aquecimento desejado Resp 255 m 12 Um trocador de calor de tubo duplo de escoamento paralelo é utilizado para aquecer água fria com água quente A água quente Cp425 kJkgK entra no tubo a 85 C a uma taxa de 14 kgs e o deixa a 50 C O trocador não é bem isolado e estimase que 3 do calor fornecido pelo fluido quente se perde no trocador de calor Considerando que o coeficiente global de transferência de calor e a superfície do trocador de calor são 1150 Wm2K e 4 m2 respectivamente determine a taxa de transferência de calor para a água fria e a diferença de temperatura média logarítmica para esse trocador Resp 2020 kW e 439 C