LISTAS DE EXERCÍCIOS - OPERAÇÕES UNITÁRIAS - TORRES DE RESFRIAMENTO

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS 
FACULDADE DE TECNOLOGIA 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
Setor Sul do Campus Universitário - Bloco H, Av. Gal. Rodrigo Octávio Jordão Ramos, 3000 – Coroado 
69077-000 Manaus, AM. Fone/Fax: (092) 3647-4035/4028 
 
FTQ013 – OPERAÇÕES UNITÁRIAS III 
 
Exercícios de Torres de Resfriamento 
 
1. Água líquida a 43,3 ºC e uma vazão volumétrica de 7,08 m3/min entra em uma torre de resfriamento 
que opera em regime permanente. Água resfriada sai da torre a 31,1 ºC. Ar atmosférico entra na 
torre a 26,7 ºC, 1 atm e 40 % de umidade relativa, e ar úmido saturado a 40,6 ºC e 1 atm sai da 
torre de resfriamento. Determine as vazões mássicas do ar seco e da água resfriada, cada qual em 
kg/min. 
2. Água líquida a 54,4 ºC e uma vazão mássica 45359 kg/h entra em uma torre de resfriamento que 
opera em regime permanente. Água líquida sai da torre de resfriamento a 21,1 ºC. Nenhuma água 
de reposição é fornecida. O ar atmosférico entra a 1 atm com uma temperatura de bulbo seco de 
10 ºC e uma temperatura de bulbo úmido de 1,67 ºC. Ar saturado sai a 48,9 ºC e 1 atm. Determine 
a vazão mássica do fluxo de água resfriada que sai da torre em kg/h. 
3. Uma torre de resfriamento é um equipamento no qual ar resfria água previamente borrifada. Se 
15 m3/s de ar a 35 ºC de temperatura de bulbo seco e 24 ºC de temperatura de bulbo úmido, a uma 
pressão atmosférica de 101 kPa, adentram uma torre, deixando-a saturado a 31 ºC: (a) até que 
temperatura essa corrente de ar pode ser resfriar água borrifada a 38 ºC e com vazão de 20 kg/s? 
(b) quantos kg/s de água devem ser fornecidos para compensar a água que se evapora? 
 
 
 
 
 
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FTQ013 – OPERAÇÕES UNITÁRIAS III 
Torres de Resfriamento_2 
 
1. A água de resfriamento sai do condensador de uma usina e entra em uma torre de 
resfriamento a 35 ºC e taxa de 100 kg/s. A _agua é resfriada até 22 ºC na torre de 
resfriamento pelo ar que entra a 100 kPa, 20 ºC e 60% de umidade relativa e sai saturado 
a 30 ºC. Desprezando a entrada de potência do ventilador, determine: (a) a vazão 
volumétrica de ar para a torre de resfriamento e (b) a vazão mássica de água de reposição 
necessária. 
2. Uma torre de resfriamento é um equipamento no qual ar resfria água previamente 
borrifada. Se 15 m3/s de ar a 35 °C de temperatura de bulbo seco e 24 °C de temperatura 
de bulbo úmido, a uma pressão atmosférica de 101 kPa, adentram em uma torre, 
deixando-a saturado a 31 °C, pergunta-se: a) Até que temperatura essa corrente de ar pode 
resfriar água borrifada a 38 °C e com vazão de 20 kg/s? b) quantos kg/s de água devem 
ser fornecidos para compensar a água que se evapora? 
3. 3,5 m3/s de ar a 27 ºC de temperatura de bulbo seco e 50% de umidade relativa, à 
pressão atmosférica padrão, adentram uma unidade de condicionamento de ar. O ar deixa 
essa unidade com uma temperatura de bulbo seco de 13 ºC e umidade relativa de 90%. 
Usando propriedades extraídas da carta psicrométrica, determine a taxa de remoção de ar. 
4. A água utilizada para o resfriamento em um processo industrial deixa o processo com 
a temperatura de 50 ºC, a seguir passa por um trocador de calor que promove troca de 
calor direta com o ar do meio exterior envolvente (Torre de Resfriamento de Água). 
Quais condições que o ar envolvente deixará o trocador de calor (Torre de Resfriamento) 
considerando que no pior dia de Verão suas condições eram: TBS = 31 ºC; UR = 40%; 
TPO = 16 ºC; TBU = 21 ºC; H = 14,5 kcal/kg; d = 1,141 kg/m
3; w = 11 g/Kg. 
5. Água líquida a 50°C entra em uma torre de refrigeração forçada operando em regime 
permanente. A água resfriada sai da torre com uma vazão mássica de 80 kg/min. 
Nenhuma água de reposição é fornecida. Um ventilador localizado no interior da torre 
injeta ar atmosférico a 17°C, 0,098 MPa, 60% de umidade relativa com uma vazão 
volumétrica de 110 m3/min. Ar saturado sai da torre a 30°C, 0,098 MPa. A potência de 
entrada do ventilador é de 8 kW. Desprezando os efeitos das energias cinética e potencial, 
determine (a) a vazão mássica da corrente de líquido entrando, em kg/ min; (b) a 
temperatura da corrente de líquido resfriada na saída, em °C. 
6. Água líquida a 110 °F com vazão volumétrica de 250 ft3/min entra em uma torre de 
arrefecimento operando em regime permanente. Água resfriada sai da torre de 
arrefecimento a 88 °F. Ar atmosférico entra na torre a 80 °F, 1 atm e 40% de umidade 
relativa, e ar úmido saturado a 105 °F e 1 atm sai da torre de arrefecimento. Determine as 
vazões mássicas de ar seco e de água de arrefecimento, em lb/min. Despreze os efeitos 
das energias cinética e potencial. 
7. Água líquida a 120 °F entra em uma torre de arrefecimento operando em regime 
permanente com uma vazão mássica de 140 lb/s. Ar atmosférico entra a 80 °F, 1 atm e 
30% de umidade relativa. Ar saturado sai a 100 °F e 1 atm. Nenhuma água de reposição 
é fornecida. Represente graficamente a vazão mássica de ar seco necessário, em lb/h, 
versus a temperatura na qual a água resfriada sai da torre. Considere as faixas de 
temperaturas de 60 a 90 °F. Despreze os efeitos das energias cinética e potencial. 
 
 
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8. Água líquida a 100 °F com vazão volumétrica de 200 gal/min entra em uma torre de 
arrefecimento operando em regime permanente. Ar atmosférico entra a 1 atm com uma 
temperatura de bulbo seco de 80 °F e uma temperatura de bulbo úmido de 60 °F. Ar úmido 
sai da torre de arrefecimento a 90 °F e 90% de umidade relativa. Água de reposição é 
fornecida a 80 °F. Represente graficamente as vazões mássicas de ar seco e de água de 
reposição, em lb/h, versus a temperatura na qual a água resfriada sai da torre. Considere 
as faixas de temperaturas de 80 a 100 °F. Despreze os efeitos das energias cinética e 
potencial.