Lista 2 de OP2 sem Gabarito

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Operações Unitárias II Lista 2 Problema 1: Em cada problema abaixo, determinar: (i) Mínimo consumo de utilidades; (ii) Temperatura pinch; (iii) Número mínimo de trocadores de calor (considerando o pinch e sem considerar o pinch); (iv) Diagrama de representação da rede de mínimo consumo de utilidades; (v) Fluxograma de processo da rede de mínimo consumo; (vi) Alternativa, a partir da rede de mínimo consumo, através da eliminação de um dos ciclos; (vii) Apresentação de uma proposta de temperatura para as utilidades, considerando uma utilidade quente e uma utilidade fria apenas; (viii) Apresentação de uma proposta de temperatura para as utilidades, considerando duas utilidades quentes e duas utilidades frias, incluindo também uma estimativa de consumo em cada nível correspondente. a) Linnhoff e Hindmarsh (1983) 
Corrente Taxa de capacidade calorífica (kW/ºC) Temperatura de entrada (ºC) Temperatura de saída (ºC) H1 2,0 150 60 H2 8,0 90 60 C1 2,5 20 125 C2 3,0 25 100 Tmin = 20 ºC b) Douglas (1988) 
Corrente Taxa de capacidade calorífica (kW/ºC) Temperatura de entrada (ºC) Temperatura de saída (ºC) H1 3,0 180 60 H2 1,0 150 30 C1 2,0 20 135 C2 5,0 80 140 Tmin = 10 ºC c) Kemp (2007) 
Corrente Taxa de capacidade calorífica (kW/ºC) Temperatura de entrada (ºC) Temperatura de saída (ºC) H1 3,0 170 60 H2 1,5 150 30 C1 2,0 20 135 C2 4,0 80 140 Tmin = 10 ºC 
d) Kemp (2007) 
Corrente Taxa de capacidade calorífica (kW/ºC) Temperatura de entrada (ºC) Temperatura de saída (ºC) H1 3,0 170 60 H2 1,5 150 30 C1 2,0 20 135 C2 2,0 80 140 Tmin = 10 ºC e) Kemp (2007) 
Corrente Taxa de capacidade calorífica (kW/ºC) Temperatura de entrada (ºC) Temperatura de saída (ºC) H1 3,0 200 50 H2 1,5 240 100 H3 300 120 119 C1 4,0 30 200 C2 2,0 50 250 Tmin = 10 ºC f) Kemp (2007) 
Corrente Taxa de capacidade calorífica (kW/ºC) Temperatura de entrada (ºC) Temperatura de saída (ºC) H1 10,0 261 158 H2 10,0 199 70 H3 80,0 123 52 H4 12,5 151 67 C1 25,15 20 180 C2 30 152 302 Tmin = 20 ºC g) 
Corrente Taxa de capacidade calorífica (kW/ºC) Temperatura de entrada (ºC) Temperatura de saída (ºC) H1 1,0 650 350 H2 4,0 500 350 C1 3,0 320 600 Tmin = 10 ºC h) 
Corrente Taxa de capacidade calorífica (kW/ºC) Temperatura de entrada (ºC) Temperatura de saída (ºC) H1 5,0 300 40 H2 1,0 80 40 C1 3,0 80 200 C2 1,0 80 240 Tmin = 10 ºC 
Problema 2: Apresentar o fluxograma de processos da rede de trocadores de calor associada ao mínimo consumo de utilidades para o problema descrito abaixo. Informações complementares: Tmin = 10 ºC; Mínimo consumo de utilidade quente: 7 MW; Mínimo consumo de utilidade fria: 4 MW; Temperatura pinch: 90 ºC/80 ºC, 
Corrente Taxa de capacidade calorífica (MW/ºC) Temperatura de entrada (ºC) Temperatura de saída (ºC) H1 0,2 150 50 H2 0,1 170 40 C1 0,3 50 120 C2 0,5 80 110 Problema 3: Propor uma versão alternativa de fluxograma de processo onde o consumo de utilidades tenha sido reduzido ao máximo para um approach mínimo de 10 C. O calor específico de todas as correntes pode ser considerado igual a 2500 J/kgK, com exceção das correntes do fundo do vaso D-201, da alimentação de solvente e do fundo da coluna T-301, cujo valor é 3000 J/kgK. 
90000 kg/h 
50 C 
50 C 
40 C 270 C 240 C 
50000 kg/h 
10000 kg/h 
200 C 
211 C 250 C 
120 C 
40 C 
70000 kg/h 
30000 kg/h 
85000 kg/h 
55000 kg/h 
30 C 
40 C 
45 C 
48C 
R-101 R-102 
T-301 
D-201