P3 - TA332 - 2010

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TA 332 – FUNDAMENTOS EM CÁLCULOS EM PROCESSOS 
 
Nome: 
 
1) (2,0 ptos) Água escoa a 30 °
comprimento, conforme o esquema a seguir.
 
Considere que toda energia dissipada seja 
na forma de calor, de tal maneira que a temperatura da água nas posições (1) e (2) sejam 
rigorosamente iguais. Pede-se: Quanto de calor 
Justifique suas considerações e conclusões.
Dados: Densidade da água a 30 
 Do balanço de energia no estado estacionário: 
 )Vˆ.P(UˆHˆ ∆∆∆ += 
 
2) (3,0 ptos) A injeção direta de vapor superaquecido (V*) foi usada para tratamento térmico de 
uma corrente (A) composta de 10% de sólidos solúveis (não
(M) resultante foi resfriada em um “flash
processo. A solução de água e sólidos pode ser considerada ideal com C
Cp,sólidos=0,3 kcal/kg.ºC. 
Pede-se: 
a) Qual a entalpia da corrente (M) em kcal/kg.
b) A 2 kgf/cm2 a água entra em ebulição a 119,6 °
corrente M está na forma líquida e calcule a temperatura desta corrente
obtido, comente se a suposição inicial está correta.
c) Considerando que não há elevação
igual a pressão de vapor de água a 20 
entalpia do evaporado será de H
concentração de sólidos no produto (P).
FUNDAMENTOS EM CÁLCULOS EM PROCESSOS – 2º sem 2010 
°C em um tubo horizontal de 10 cm de diâmetro e 100 m de 
comprimento, conforme o esquema a seguir. 
Considere que toda energia dissipada seja transferida para o ambiente através da parede do tubo e 
na forma de calor, de tal maneira que a temperatura da água nas posições (1) e (2) sejam 
Quanto de calor Qˆ (em J/kg) de água é transferido para o amb
Justifique suas considerações e conclusões. 
Densidade da água a 30 °C = 995,65 kg/m3 
Do balanço de energia no estado estacionário: ce EˆHˆWˆQˆ ∆∆ +=+
 para líquidos incompressíveis ∫= dTCUˆ v∆
A injeção direta de vapor superaquecido (V*) foi usada para tratamento térmico de 
uma corrente (A) composta de 10% de sólidos solúveis (não-voláteis) e 90% de água. A corrente 
(M) resultante foi resfriada em um “flash-cooler” como mostra a representa
processo. A solução de água e sólidos pode ser considerada ideal com C
Qual a entalpia da corrente (M) em kcal/kg. 
água entra em ebulição a 119,6 °C. Suponha inicialmente que toda água da 
corrente M está na forma líquida e calcule a temperatura desta corrente
obtido, comente se a suposição inicial está correta. 
Considerando que não há elevação do ponto de ebulição no Flash Cooler, a pressão neste será 
igual a pressão de vapor de água a 20 °C, ou seja, P=0,02383 kgf/cm
entalpia do evaporado será de HEV=606 kcal/kg. Determine as correntes P e EV em kg/min e a 
sólidos no produto (P). 
2010 3ª PROVA 
 RA : 
C em um tubo horizontal de 10 cm de diâmetro e 100 m de 
 
transferida para o ambiente através da parede do tubo e 
na forma de calor, de tal maneira que a temperatura da água nas posições (1) e (2) sejam 
(em J/kg) de água é transferido para o ambiente? 
pc Eˆ∆+ 
dT
 
A injeção direta de vapor superaquecido (V*) foi usada para tratamento térmico de 
voláteis) e 90% de água. A corrente 
cooler” como mostra a representação esquemática do 
processo. A solução de água e sólidos pode ser considerada ideal com Cp,H2O=1,0 kcal/kg. °C e 
 
C. Suponha inicialmente que toda água da 
corrente M está na forma líquida e calcule a temperatura desta corrente. Com base neste valor 
do ponto de ebulição no Flash Cooler, a pressão neste será 
C, ou seja, P=0,02383 kgf/cm2. Nestas condições, a 
=606 kcal/kg. Determine as correntes P e EV em kg/min e a 
 
3) (2,5 ptos) Calcular o calor de reação a 600 K e 1 atm para a reação de queima do enxofre. 
 
S (rômbico) + O2 (g) → SO2 
Dados: 
Calor específico para o enxofre Cp = 15,2 + 0,0268.10-3.T2 (Cp em J/mol.K e T em K) 
Usar valores específicos médios para O2 e SO2. 
 
 
 
4) (2,5 ptos) 100 lb/h de uma mistura líquida de etanol-água (70% de etanol em massa) a 100 °F 
(~38 °C) e 1 atm é aquecida a pressão constante. 
a) Qual é a temperatura que a mistura começa a entrar em ebulição? 
b) Aquecendo a mistura até 177,8 °F 
b.1) Qual a porcentagem mássica de etanol nas fases líquida e vapor formada? 
b.2) Qual a fração de líquido e vapor em equilíbrio? 
b.3) Qual deve ser a potência de um aquecedor elétrico para aquecer a mistura? 
c) 50 lb/h de vapor saturado a 1 atm é adicionado a corrente de saída do aquecedor. Qual é a 
fração de etanol e a temperatura da mistura resultante? 
 
Use o diagrama em anexo e esquematize a solução na figura (diagrama esquemático) abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fração mássica de etanol no líquido e vapor 
H