Questão 2 p1. 2021.
(3 pontos)
Para concentrar 5000 kg/h de uma solução de NaOH de 10% até 40% em peso, utiliza-se
um evaporador de efeito simples e dois trocadores de calor bitubulares. Em um dos
trocadores de calor se aquece a solução diluída com o condensado proveniente da câmara
de aquecimento do evaporador; no outro trocador de calor utiliza-se água fria como fluido
de resfriamento.
O vapor de aquecimento é vapor saturado a 3,2 atm de pressão absoluta, sai como líquido
da câmara de aquecimento na sua temperatura de condensação e do trocador de calor a
40°C. Na câmara de evaporação se mantém um vácuo de 200 mmHg (com referência a
760mmHg).
A alimentação entra no trocador de calor 1 (TC1) a 20°C e a solução concentrada sai a
45°C do TC2. A água de refrigeração que se dispõe está a 20°C e sai do trocador de
calor 2 (TC2) a 50°C.
Experimentalmente determinou-se que o coeficiente global de transferência de calor para
o Evaporador é 1800,α kcal/m2h°C. Escolha o volume de controle mais conveniente para
o balanço de energia no evaporador, de modo a possibilitar a resolução do problema.
Determine:
a) A temperatura de ebulição da solução (0,25)
b) A quantidade de vapor de aquecimento consumido (1,0)
c) A área de troca térmica do evaporador (0,25)
d) A quantidade de água de refrigeração necessária (0,5)
e) A área de troca térmica de cada um dos trocadores de calor se os coeficientes
globais de troca térmica são 500 e 300 kcal/m2h°C para o trocador que aquece a
solução diluída e para o que esfria a solução concentrada, respectivamente, ambos
funcionando em contra-corrente. (1,0)
Dados, equações e fatores de conversão:
1 atm = 760 mmHg
