Em um sistema de pasteurização de trocador de calor tubular,...

Alternativa correta: D - 750 kg.h^-1

Vamos entender como calcular a vazão de água quente necessária em um sistema de pasteurização utilizando um trocador de calor tubular. A questão aborda conceitos de transferência de calor e requer o uso da conservação de energia.

Para resolver essa questão, precisamos considerar que a quantidade de calor transferida do água quente para o produto alimentício é igual, já que não há perdas para o ambiente.

Passo a passo da solução:

1. **Calcular o calor necessário para aquecer o produto alimentício:**
Usamos a fórmula: Q = m * Cp * ΔT, onde:
- m é a massa do produto,
- Cp é o calor específico,
- ΔT é a variação de temperatura.

Para o produto alimentício:
Q_produto = 1000 kg/h * 3 kJ/kg.K * (90 ºC - 20 ºC)
Q_produto = 1000 * 3 * 70 = 210,000 kJ/h

2. **Calcular a vazão de água quente necessária:**
Para a água, a energia perdida é:
Q_água = m_água * 4 kJ/kg.K * (95 ºC - 25 ºC)

Como Q_produto = Q_água, temos:
210,000 = m_água * 4 * 70
m_água = 210,000 / (4 * 70)
m_água = 750 kg/h

Portanto, a vazão de água quente necessária é de 750 kg.h^-1, que corresponde à alternativa D.

Análise das alternativas incorretas:

A - 480 kg.h^-1: Este valor é muito baixo considerando a quantidade de calor perdida pela água necessária para aquecer o produto.
B - 950 kg.h^-1: Este valor é superestimado, resultando em uma quantidade de calor maior que a necessária para o aquecimento do produto.
C - 825 kg.h^-1: Embora mais próximo, ainda é superestimado comparado ao cálculo correto.
E - 625 kg.h^-1: Este valor é menor que o necessário para transferir a quantidade correta de calor.

Gostou do comentário? Deixe sua avaliação aqui embaixo!