Questões de Concurso Comentadas por alunos sobre fenômenos de transporte: mecânica dos fluidos, transferência de calor e transferência de massa em engenharia química e química industrial

Dois tanques cilíndricos distintos, equipados com aquecedor elétrico, operando em paralelo, aquecem separadamente um mesmo tipo de líquido com densidade ρ e calor específico C_p . Cada tanque apresenta apenas uma corrente de entrada e uma de saída, é bem agitado e não perde calor para o ambiente. As condições de operação contínua, no regime permanente, de cada tanque são apresentadas a seguir.

TANQUE 1: as vazões mássicas de entrada e de saída são iguais a W; o volume no tanque é V; e a temperatura da corrente de saída é ΔT superior à da corrente de entrada.

TANQUE 2: as vazões mássicas de entrada e de saída são iguais a W/2; o volume no tanque é 4V; e a temperatura da corrente de saída é 2ΔT superior à da corrente de entrada.

Para a manutenção dessas condições, as taxas de calor Q₁ e Q₂ cedidas pelos respectivos aquecedores elétricos dos tanques 1 e 2 são tais que

Em uma refinaria, uma torre de resfriamento opera com a corrente de saída de ar a 41  °C com umidade relativa de 80%, sendo a vazão total da corrente igual a 2.000 kmol . h^-1 .

Se a vazão de vapor de água que entra com a corrente de ar na torre é 58 kmol . h^-1 , a taxa de água evaporada na torre, em kmol .h^-1 , é, aproximadamente, de

Dado Pressão de vapor de água a 41°C ≈ 0,08 atm

A Figura abaixo representa um trocador de calor casco-tubo.

                                   

Esse trocador

Para um trocador de calor, o índice de incrustação e o coeficiente global de troca térmica são importantes. Tal importância deve-se ao fato de, depois de algum tempo e devido ao tipo de material utilizado no trocador, poderem ocorrer problemas de resistência de troca térmica.

Sobre a resistência de troca e o coeficiente global, afirma-se que

A convecção é um processo comum que ocorre em tubos. Para a medição dos valores de temperatura do fluido,

tem-se o diagrama abaixo.



No diagrama, t _p é a temperatura da parede do tubo, onde o fluido entrará para ser aquecido.

Se, em um tubo, um fluido entra em regime laminar e segue as condições de temperatura e calor mostradas no diagrama acima descrito, então, afirma-se que