OPERAÇÕES UNITÁRIAS II

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U3S1 - Atividade Diagnóstica 
Texto da questão 
"A evaporação é uma operação unitária que tem como função concentrar uma solução pela 
ebulição do solvente. As aplicações mais frequentes dos evaporadores são dessalinização, 
concentração de suco de frutas, produção de açúcar, produção de café solúvel ou leite em 
pó, como também para a concentração do licor negro, proveniente da indústria de papel e 
celulose." 
Disponível em: 
<http://www.conhecer.org.br/enciclop/2013a/engenharias/aplicacoes%20industriais.pdf>. Acesso 
em: 09 fev. 2018. 
 
Sobre o processo de evaporação, complete as lacunas a seguir: 
 
O processo de evaporação tem como objetivo ____________ as soluções. Tal operação 
consiste em separar um determinado ____________ volátil, de maneira que o produto 
resultante tenha maior valor agregado. Para fornecer o calor de que o processo precisa, 
emprega-se ____________. Sobre o funcionamento dos evaporadores, há dois parâmetros 
principais, que são: ____________ e ____________. 
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas. 
Escolha uma: 
b. 
concentrar; solvente; vapor condensante; capacidade; economia. 
Questão 2 
Correto 
Atingiu 1,00 de 1,00 
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Texto da questão 
Os evaporadores e condensadores são muito utilizados em indústrias químicas e 
petroquímicas, sendo exemplos de sistemas de troca térmica com mudança de fase. 
Sobre a aplicação desses equipamentos em operações unitárias, assinale a alternativa 
correta: 
Escolha uma: 
c. 
Evaporadores com tubos horizontais são os mais antigos, sendo adequados apenas para 
soluções diluídas. 
Questão 3 
Correto 
Atingiu 1,00 de 1,00 
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Texto da questão 
Na indústria química e de processos em geral a operação de evaporação consiste em um 
dos métodos principais que objetivam a concentração de soluções, por meio da 
separação (evaporação parcial) de um solvente volátil de determinado soluto considerado 
não volátil, de maneira que o produto resultante, ou concentrado, tenha o maior valor 
agregado do processo para ser comercializado. 
 
Sobre os aspectos operacionais que podem afetar o funcionamento dos evaporadores, é 
correto afirmar que: 
 
I. A medida que a concentração da solução aumenta, suas propriedades são alteradas e, 
consequentemente, afetam o processo de evaporação. 
II. Soluções que podem degradar com o aumento da temperatura podem ser evaporadas 
em um equipamento a vácuo. 
III. Substâncias orgânicas podem formar espuma e interferir na concentração da solução. 
IV. A formação de incrustação não afeta significativamente o processo de evaporação, 
podendo ser negligenciada. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a correta: 
Escolha uma: 
b. Apenas I, II e III estão corretas. 
 
 
U3S1 - Atividade de Aprendizagem 
Texto da questão 
Considere um evaporador de duplo efeito usado para concentrar determinada solução 
aquosa de sólidos orgânicos. O evaporador opera em contracorrente, com alimentação 
inversa e circulação forçada. A carga, com concentração de 10 %, entra a 25 oC no segundo 
efeito. Será utilizado vapor saturado a 7,917.105 Pa e a pressão absoluta no segundo efeito 
é de 7,384.103 Pa. Os coeficientes globais de troca térmica no primeiro e no segundo efeitos 
são, respectivamente, 2664 W/(m2.K) e 3783 W/(m2.K). E o calor específico da solução é 
igual a 4,189 kJ/(kg.K). 
 
DADOS: Considerando a temperatura do vapor saturado de 170 °C e de operação no 
segundo efeito de 40 °C. 
 
Desconsiderando a elevação do ponto de ebulição e as perdas térmicas e considerando as 
taxas de troca térmica iguais nos dois efeitos, analise as seguintes afirmações e a relação 
proposta entre elas: 
 
I. A área de troca térmica é de 100 m2 em cada efeito. 
 
PORQUE 
 
II. O produto obtido possui 45 % de concentração e o consumo de vapor condensante é 
de 9,90 kg/s. 
A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta: 
Escolha uma: 
a. 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. 
Questão 2 
Correto 
Atingiu 1,00 de 1,00 
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Texto da questão 
"A evaporação é a operação unitária que consiste em concentrar uma solução pela ebulição 
do solvente. Normalmente, suspende-se o processo de concentração antes de o soluto 
começar a precipitar da solução. Na sua forma básica, portanto, um evaporador é constituído 
por um trocador de calor, capaz de levar a solução à fervura, e de um dispositivo para 
separar a fase vapor do líquido em ebulição." 
Disponível em: 
<http://www.conhecer.org.br/enciclop/2013a/engenharias/aplicacoes%20industriais.pdf>. Acesso 
em: 09 fev. 2018. 
 
Os evaporadores possuem basicamente dois tipos de circulação: natural ou forçada, 
podendo ser de diversos modelos, como por exemplo: 
 
I. Circulação forçada. 
II. Vertical com recirculação; 
III. Filme descendente; 
IV. Calandra com agitação; 
V. Horizontal. 
 
Associe os cinco diferentes modelos de evaporadores com as ilustrações a seguir 
 
Fonte: adaptado de TADINI, C. C. et al. Operações unitárias na indústria de alimentos. 1. 
ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016, p. 386. 
Assinale a alternativa que contém a sequência correta da associação entre as colunas. 
Escolha uma: 
a. 
A figura 1 refere-se ao evaporador tipo IV; a figura 2 ao evaporador tipo I; a figura 3 ao 
evaporador tipo V; a figura 4 ao evaporador tipo II; e a figura 5 ao evaporador tipo III. 
Questão 3 
Correto 
Atingiu 1,00 de 1,00 
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Texto da questão 
"A evaporação é um processo com um intenso gasto de energia em vários processos 
industriais como, por exemplo, na indústria de papel e celulose, de açúcar, de leite e de café 
– alimentos em geral." 
Disponível em: 
<http://www.conhecer.org.br/enciclop/2013a/engenharias/aplicacoes%20industriais.pdf>. Acesso 
em: 09 fev. 2018. 
 
Considere o contexto a seguir: 
 
Uma solução orgânica em água deve ser concentrada de 10 a 60 % em um evaporador de 
simples efeito, sendo a carga de alimentação de 20000 kg/h a 30 °C. Será utilizado para 
isso, vapor saturado a 125 °C e a pressão absoluta no evaporador é de 1,235.104 Pa. 
Assumindo perdas térmicas de 10 %, desconsiderando a EPE e considerando os calores 
específicos das soluções iguais a 3,77 kJ/(kg.K), pode-se projetar este evaporador. 
A taxa de evaporação e o consumo de vapor são, respectivamente: 
Escolha uma: 
e. 4,63 kg/s e 5,81 kg/s. 
U3S2 - Atividade Diagnóstica 
Texto da questão 
"Nas indústrias onde é usado “óleo combustível pesado”, há a necessidade do aquecimento 
das tubulações e reservatórios de óleo, possibilitando que ele flua livremente e proporcione 
uma boa combustão, esse aquecimento será gerado pelas caldeiras. Refervedores, 
trocadores de calor, torres de fracionamento e destilação, fornos, vasos de pressão, reatores 
e turbinas são alguns dos equipamentos deste tipo de indústria que necessitam do calor 
gerado pelas caldeiras." 
Disponível em: <http://www.mill.com.br/caldeiras-quais-empresas-precisam-e-devem-
utiliza-las/>. Acesso em: 09 fev. 2018. 
 
Sobre o uso de refervedores e caldeiras industrialmente, como equipamentos de troca 
térmica altamente necessários, analise as sentenças a seguir e assinale V para verdadeiro 
e F para falso: 
 
( ) Refervedores são utilizados no topo das colunas de destilação e são responsáveis por 
garantir a eficiência de separação da mistura. 
( ) Um dos exemplos de uso de caldeiras é no fornecimento de vapor a partir de carvão 
para cozimento de madeira e obtenção da pasta de celulose usada na fabricação de 
papel. 
( ) A periculosidade na operação de refervedores é menor que na operação de caldeiras, 
pois comumente operam a menores pressões e não possuem gases
de queima em seu 
interior. 
( ) A instalação de válvulas de alívio e controladores de chama é indispensável em 
refervedores, além de ser feita a verificação da compatibilidade da carga térmica 
disponível com a quantidade de água que deve absorver essa energia. 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta. 
Escolha uma: 
a. F - V - V - F. 
Questão 2 
Correto 
Atingiu 1,00 de 1,00 
Marcar questão 
Texto da questão 
Refervedores e caldeiras são equipamentos de troca térmica presentes em indústrias de 
processos. 
 
Nos cálculos de tais equipamentos, são realizados as seguintes quantificações: 
 
I. Quantidade de combustível consumido em uma caldeira. 
II. Taxa de transferência de calor em um refervedor. 
III. Calor útil de uma caldeira. 
 
Associe as diferentes quantificações que devem ser realizadas nos cálculos desses 
equipamentos com suas respectivas equações: 
 
1) 
2) . 
3) 
Assinale a alternativa que contém a sequência correta da associação entre as colunas: 
Escolha uma: 
b. 
Para obter a quantidade I utiliza-se a 3; a quantidade II é calculada por 1; e a quantidade III é 
calculada por 2. 
Questão 3 
Correto 
Atingiu 1,00 de 1,00 
Marcar questão 
Texto da questão 
Os refervedores podem ser classificados de acordo com o equipamento que está acoplado 
a ele e com o tipo de circulação dos fluidos. A figura a seguir é um exemplo desse tipo de 
equipamento. 
 
 
Fonte: Adaptado de HEWITT, G. F.. REBOILERS. A-to-z Guide To Thermodynamics, Heat 
And Mass Transfer, And Fluids Engineering, fev. 2011. Disponível 
em: <http://www.thermopedia.com/content/1078/>. Acesso em: 16 jan. 2018. 
 
Sobre os refervedores, avalie as seguintes asserções e a relação proposta entre elas: 
 
I. O refervedor ilustrado na figura é o mais comum na indústria de processos. 
 
PORQUE 
 
II. É um equipamento relativamente barato e a elevação da coluna é menos complexa se 
comparada a do refervedor com termossifão vertical. 
A respeito dessas asserções, assinale a opção correta. 
Escolha uma: 
a. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa da I. 
U3S2 - Atividade de Aprendizagem 
Texto da questão 
Refervedores são usados para gerar um fluxo de vapor que alimenta determinada coluna de 
destilação. Com base em tal aplicação, considere uma mistura binária, composta por 40 % 
em massa de benzeno e 60 % de tolueno, com vazão mássica de 2 kg/s, a qual deve ser 
separada em uma coluna de destilação, gerando um produto de topo com 95 % em massa 
de benzeno e um produto de fundo com 95 % em massa de tolueno. 
 
Sabendo que o refluxo é na razão 3 mols de refluxo por mol de destilado e conhecendo as 
entalpias específicas apresentadas na tabela, analise as afirmações feitas a seguir. 
 kJ/kg 
HL 250 
HF 210 
HD,l 200 
HD,g 600 
λV 350 
Fonte: OLIVEIRA, Natália (2018). 
 
I. As vazões mássicas de destilado e de produto de fundo são, respectivamente, 4400 kg/h 
e 2800 kg/h. 
II. A taxa de transferência de calor fornecida pelo refervedor é de 1290 kW. 
III. A vazão mássica de vapor gerada no refervedor é 3,7 kg/s. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a correta: 
Escolha uma: 
b. 
Apenas II e III estão corretas. 
Questão 2 
Correto 
Atingiu 1,00 de 1,00 
Marcar questão 
Texto da questão 
Determinada indústria química deseja obter 10800 kg/h de nafta na forma vapor. Para isso, 
será utilizado um refervedor do tipo casco e tubo 2:4, operando isotermicamente, em 
pressão tal que ocorre a ebulição a 170 °C. A nafta será alimentada a 30 °C pelo casco, e o 
vapor de água circulará por um total de 150 tubos (De = 0,0381 m) a uma pressão de 1002 
kPa. Sabe-se que não há vaporização total no casco do refervedor e que a vazão mássica 
na entrada é de 12000 kg/h de nafta líquida. 
 
Considerando o fator de correção (Y) = 0,94; e as entalpias específicas da nafta líquida na 
temperatura média de entrada e líquida e vapor a 170 °C, respectivamente, iguais a 152, 
586 e 880 kJ/kg. E sabendo que o vapor d'água está a 1002 kPa e que a temperatura de 
ebulição é de 180 °C e o calor de condensação é de 2015,0 kJ/kg. Já os coeficientes 
convectivos de troca térmica estão apresentados na tabela a seguir, sendo o fator de 
incrustação igual a 0,0005 m2.K/W. 
 
 kW/(m2.K) 
hi 4,36 
he,aquecimento 1,82 
he,vaporização 1,55 
 
Se as perdas de calor para a vizinhança são desprezíveis, analise as seguintes afirmações, 
classificando-as em verdadeiro (V) ou falso (F): 
 
( ) Serão necessários 1,16 kg/s de vapor de água. 
( ) O fluxo de calor necessário para aquecimento será de 7,30 kW/m2. 
( ) O coeficiente global de troca térmica na região de vaporização é igual a 726 W/m2/K. 
( ) A zona de aquecimento será de 6,77 m. 
( ) A zona de vaporização será de 2,14 m. 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta. 
Escolha uma: 
c. V - F - V - F - F. 
Questão 3 
Correto 
Atingiu 1,00 de 1,00 
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Texto da questão 
Você foi designado para projetar uma caldeira, a qual será utilizada para gerar vapor a partir 
da queima de madeira. Sabe-se que a temperatura ambiente é de 28,5 oC, enquanto a 
temperatura do ar pré-aquecido será de 157 oC, sendo seu cp na temperatura média de 1 
kJ/(kg.K). A razão ar/combustível é igual a 8,95 kgar/kgcombustível e o poder calorífico inferior do 
combustível é de 17000 kJ/kg. A entalpia específica do vapor superaquecido é 3135 kJ/kg 
e da água é 104,9 kJ/kg. Sabe-se que a perda total de calor é de 35,7 %, as cargas da grelha 
e da fornalha são, respectivamente, iguais a 87 kg/(m2.h) e 165000 kJ/(h.m3). 
 
Com base em tais dados, avalie as seguintes asserções e a relação proposta entre elas: 
 
I. Para uma produção de 35000 kg/h de vapor, a área do suporte da grelha é de 104,3 m² e 
o volume da câmara é de 934,7 m³. 
 
PORQUE 
 
II. O consumo de combustível é de 5328 kg/h. 
A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta. 
Escolha uma: 
d. 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. 
 
 
 
U3S3 - Atividade Diagnóstica 
Texto da questão 
Segundo Turton et al. (2009), a integração energética tem sido utilizada, de uma forma ou 
de outra, desde há muito tempo. Isso porque, mesmo quando os custos com energia foram 
muito baixos, a integração energética contida nas correntes de processo fez um bom sentido 
econômico e foi então praticada rotineiramente. 
TURTON, R. et al. Analysis, Synthesis, and Design of Chemical Processes. 3 ed. Upper 
Saddle River: Prentice Hall, 2009. 
 
Sobre tal integração, analise as seguintes afirmações: 
 
I. A construção do diagrama de temperaturas é importante, pois permite a determinação da 
temperatura de estrangulamento. 
II. O pinch divide os intervalos de temperatura em duas seções, mas ambas são 
termicamente dependentes. 
III. O custo máximo de utilidades é construído após o emprego das restrições no sistema, 
considerando a integração energética, e pode ser calculado conhecendo as vazões 
mássicas das utilidades de resfriamento e aquecimento. 
IV. Quando o fluxograma da rede de troca térmica é apresentado com todas as temperaturas 
de entrada, saída e intermediárias, o chamamos de estrutura. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a resposta correta: 
Escolha uma: 
a. Apenas I etá correta. 
Questão 2 
Correto 
Atingiu 1,00 de 1,00 
Marcar questão 
Texto da questão 
Dada a importância de serem projetados sistemas de troca de calor, uma ferramenta que 
pode auxiliar neste projeto, permitindo a visualização do cenário, é o diagrama de 
temperaturas. 
 
Na elaboração deste diagrama, podem ser seguidas
algumas etapas: 
 
1. Enumerar os intervalos de temperatura para facilitar a identificação e cálculo das cargas 
térmicas. 
2. Nos eixos verticais, delimitar os valores mínimo de temperatura das correntes frias ou das 
utilidades de resfriamento; e o máximo de temperatura das correntes quentes ou das 
utilidades de aquecimento. 
3. Na construção do eixo das correntes quentes, somar o intervalo de temperatura mínimo 
às temperaturas de entrada e saída das correntes frias. 
4. Traçar retas entre os dois eixos verticais, mostrando os degraus assumidos pela restrição 
do intervalo mínimo de temperatura. 
5. Definir o intervalo de temperatura mínimo. 
6. Na construção do eixo das correntes frias, subtrair o intervalo de temperatura mínimo das 
temperaturas de entrada e saída das correntes quentes. 
Assinale a opção que representa a ordem CORRETA dos argumentos a serem utilizados 
na demonstração. 
Escolha uma: 
a. 2 - 5 - 3 - 6 - 4 - 1. 
Questão 3 
Correto 
Atingiu 1,00 de 1,00 
Marcar questão 
Texto da questão 
No projeto de redes de troca de calor, algumas restrições precisam ser levadas em conta, 
dentre as quais tem-se: seleção das correntes em pares e a escolha da carga térmica. 
 
Sobre tais restrições, avalie as seguintes asserções e a relação proposta entre elas: 
 
I. A escolha de um intervalo de temperatura mínimo é de extrema importância. 
 
PORQUE 
 
II. Evita que áreas de troca térmica excessivamente grandes sejam necessárias. 
A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta. 
Escolha uma: 
a. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa da I. 
 
 
 
U3S3 - Atividade de Aprendizagem 
Texto da questão 
O custo da energia é uma parcela considerável do custo final de muitos produtos químicos. 
Isso justifica a tentativa de reduzir o custo com utilidades térmicas a partir das redes de 
integração. Nesse sentido, uma indústria química deseja analisar uma possível integração 
energética em sua planta, das seguintes correntes: 
 
Corrente Te (°C) Ts (°C) C (kW/°C) 
Q1 120 50 5,50 
Q2 95 40 21,0 
F1 30 65 16,0 
F2 50 90 32,0 
Água de resfriamento 25 50 - 
Vapor de água 180 180 - 
 
Sabendo que os custos unitários das utilidades são 0,0015 $/kgvapor (λ = 2015 kJ/kg) e 0,0001 
$/kgágua (cp = 4,18 kJ/kg/K), faça os cálculos de projeto da rede de integração 
considerando e analise as seguintes afirmações: 
 
I. O pinch das correntes quentes é de 50°C. 
II. Serão necessárias duas utilidades, ambas de aquecimento. 
III. Serão necessários 313 kg/h de vapor de água. 
IV. O custo mínimo de utilidades é de 4113 $/a. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a resposta correta. 
Escolha uma: 
e. Apenas III está correta. 
Questão 2 
Correto 
Atingiu 1,00 de 1,00 
Marcar questão 
Texto da questão 
Em determinado diagrama de temperatura que representa as temperaturas das correntes e 
das utilidades existentes, tem-se quatro intervalos de temperatura. No primeiro deles, o 
saldo é nulo. No segundo, o saldo é de 7000 Btu/h. No terceiro, tem-se uma oferta de 30000 
Btu/h e uma demanda de 35000 Btu/h. Já no último intervalo, a oferta é de 25000 Btu/h e a 
demanda é de 32000 Btu/h. 
 
Considerando tais dados, analise as seguintes afirmações: 
 
I. O estrangulamento térmico ocorre entre o terceiro e quarto intervalos. E, neste caso, 
utiliza-se uma utilidade de aquecimento. 
II. Tais dados de taxa de transferência de calor, são obtidos com base nas temperaturas de 
entrada e saída de cada corrente em cada intervalo. Para isso, precisa-se conhecer as 
vazões mássicas e os calores específicos de cada corrente. 
III. Após o segundo intervalo, emprega-se uma utilidade de resfriamento. 
IV. Será necessário utilizar uma utilidade de aquecimento. 
V. Pela definição, o pinch das correntes frias é dado pelo pinch das correntes quentes menos 
o intervalo de temperatura mínimo. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a correta. 
Escolha uma: 
e. 
Apenas II, IV e V estão corretas. 
Questão 3 
Correto 
Atingiu 1,00 de 1,00 
Marcar questão 
Texto da questão 
O projeto de redes de troca térmica visa reduzir o gasto com utilidades quentes e frias em 
um processo através da integração energética. Neste caso, a pergunta que surge é: qual a 
melhor maneira de fazer a integração de modo a minimizar o gasto energético? Para 
visualizar essa questão, pode-se calcular os custos mínimo e máximo de utilidades. Vejamos 
o seguinte exemplo: 
 
Num processo industrial, tem-se duas correntes quentes. Uma delas entra a 120°C e sai a 
50°C, sendo sua taxa de capacidade calorífica igual a 0,55 kW/K. Já a segunda corrente 
quente, entra a 95°C e sai a 40°C, com CQ2 = 2,10 kW/K. 
 
Tem-se também duas correntes frias. A primeira entra a 30°C e sai a 65°C, com CF1 = 1,60 
kW/K. Já a segunda entra a 50°C e sai a 90°C, com CF2 = 3,20 kW/K. 
 
Já para uso como utilidade, tem-se água a 25°C, com 50°C de temperatura de saída, sendo 
seu calor específico igual a 4,18 kJ/(kg.K) e o custo unitário de 0,0001 $/kg. Como utilidade 
quente, tem-se vapor de água a 180°C, cujo calor latente é de 2015 kJ/kg e o custo unitário 
é 0,0015 $/kg. 
Qual o custo máximo de utilidades do sistema? 
Escolha uma: 
d. 8959 $/a. 
 
 
 
 
 
U3 - Avaliação da Unidade 
Texto da questão 
Em determinada indústria química, tem-se um sistema de integração energética, cuja 
estrutura é como descrita a seguir. Uma corrente quente (CQ = 4000 Btu/h/°F) troca calor 
com uma corrente fria (F1 com CF1 = 2000 Btu/h/°F). Em seguida, a corrente quente troca 
calor com outra corrente fria (F2 com CF2 = 3000 Btu/h/°F) e depois passa por uma unidade 
de resfriamento (água entrando a 75 °F e saindo a 110 °F, cp = 1,00 Btu/lb/°F). Além disso, 
a corrente F2, após trocar calor com a corrente quente, passa por uma unidade de 
aquecimento, na qual troca calor com vapor de água a 265 °F (λ = 935 Btu/lb). 
 
Quanto às temperaturas das correntes, sabe-se que a corrente quente entra a 200 °F e sai 
a 80 °F. Já a corrente fria 1 entra a 130 °F e sai a 180 °F. E a corrente fria 2 entra a 90 °F e 
sai a 200 °F, com temperatura intermediária de 140 °F. 
 
Considerando os dados apresentados, analise as seguintes afirmações: 
 
I. A temperatura da corrente quente após trocar calor com a corrente fria 1 é de 150 °F. 
II. A temperatura da corrente quente após trocar calor com a corrente fria 2 é de 137,5 °F. 
III. A vazão mássica de água será de 6571 lb/h. 
IV. A vazão mássica de vapor de água será de 681 lb/h. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a correta. 
Escolha uma: 
e. Apenas II e III estão corretas. 
Questão 2 
Correto 
Atingiu 1,00 de 1,00 
Marcar questão 
Texto da questão 
No projeto de uma rede de trocadores de calor, uma maneira de satisfazermos as 
necessidades de aquecimento e resfriamento em cada intervalo de temperatura é 
simplesmente transferindo o excesso de calor para uma utilidade fria e suprindo calor com 
uma utilidade quente. 
 
Um exemplo dessa integração energética, utilizando trocadores casco e tubo com Y = 1, é 
a estrutura apresentada a seguir. 
 
Fonte: OLIVEIRA, Natália (2018). 
 
DADOS: 
 
No sistema da figura, a utilidade quente é vapor de água (0,0020 $/kg), com calor latente de 
1600 kJ/kg. E a utilidade fria é água ($ 0,0002 $/kg), com calor específico de 4,18 kJ/kg/K. 
Além disso, as taxas de capacidade calorífica das correntes são 12 kW/K para Q1 (a corrente 
quente que passa pelo TC1), 1 kW/K para Q2 e 7,5 kW/K para a corrente fria. 
Com base em tais dados, assinale a alternativa que contém o custo total da estrutura. 
Escolha uma: 
d. 95939 $/a. 
Questão 3 
Correto 
Atingiu
1,00 de 1,00 
Marcar questão 
Texto da questão 
Considere uma corrente de clorobenzeno saturada a 130 °C, com vazão de 400 kg/h, a ser 
condensada utilizando como fluido refrigerante a água, com temperatura variando de 10 °C 
a 30 °C (cp = 4,18 kJ/kg/K). O coeficiente global de transferência de calor é de 2436 W/(m2.K) 
e o calor latente de condensação do clorobenzeno é de 325 kJ/kg. 
 
Sobre o condensador utilizado em tal operação, analise as seguintes afirmações: 
 
I. O calor necessário para condensar todo o clorobenzeno é de 36,1 kW, assumindo que 
não há perdas térmicas. 
II. A vazão mássica de água necessária para operação é de 160 kg/s. 
III. A área de troca térmica necessária é de 135 m2. 
IV. A área de troca térmica independe se o fluxo é em contracorrente ou em paralelo. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a resposta correta: 
Escolha uma: 
c. Apenas I e IV estão corretas. 
Questão 4 
Correto 
Atingiu 1,00 de 1,00 
Marcar questão 
Texto da questão 
"Sem nenhuma dúvida as caldeiras são consideradas um dos principais equipamentos para 
diversas atividades industriais. Mesmo com a eficiência de turbinas a vapor, motores de 
combustão, geradores para fontes portáteis de energia e motores elétricos, cada vez mais 
eficientes, muitas empresas ainda lançam mão do uso das caldeiras para suas atividades 
diárias." 
Disponível em: <http://www.mill.com.br/caldeiras-quais-empresas-precisam-e-devem-utiliza-las/>. 
Acesso em: 09 fev. 2018. 
 
Considere a caldeira ilustrada a seguir: 
 
Disponível em: <https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kettle_type_reboiler_principle.svg>. 
Acesso em: 16 jan. 2018. 
 
Suponha que a partir de dados de operação da caldeira, deseja-se obter o número de tubos 
que haverão de compor o interior do equipamento. Para isso, são realizados 
preliminarmente os cálculos das seguintes quantidades: 
 
1. Diferença de T. 
2. V. 
3. A. 
4. q. 
5. Fluxo de calor. 
6. U. 
Assinale a alternativa que apresenta a ordem CORRETA de quantificação de tais variáveis. 
Escolha uma: 
c. 4 - 6 - 1 - 3 - 5 - 2. 
Questão 5 
Correto 
Atingiu 1,00 de 1,00 
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Texto da questão 
Sobre um refervedor utilizado para vaporizar nafta, deseja-se quantificar a queda de 
pressão, já que este também é um parâmetro de projeto importante. Trata-se de um 
refervedor do tipo casco e tubo 2:4, com diâmetro interno do casco de 2 ft, envolvendo 100 
tubos (Di = 1,25 in, De = 1,5 in e L = 10 ft). O passo é quadrado, de 2 in, e o espaçamento 
entre as chicanas é de 4 in. Sabe-se que a área de troca térmica total é de 800 ft², sendo 30 
% desse vapor utilizado para aquecimento da nafta. O vapor de água circula pelos tubos, 
com vazão de 100000 lb/h (densidade relativa igual a 1,00). E a nafta circula com vazão 
de 85000 lb/h, sendo sua densidade relativa de 0,72. Os fatores de atrito são iguais a 
0,00018 ft²/in² e 0,002 ft²/in² para os fluidos dos tubos e do casco, respectivamente. As 
razões de viscosidade são iguais a 1 em ambas as regiões de escoamento. 
Desconsiderando a perda de retorno nos tubos e sendo a queda de pressão na região de 
vaporização de 3 psi. 
 
Analise as seguintes afirmações: 
 
I. A queda de pressão no casco na região de aquecimento é de 2,5 psi. 
II. A queda de pressão total no casco é maior que os 8 psi admitidos. 
III. A queda de pressão nos tubos é de 0,290 psi. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a resposta correta: 
Escolha uma: 
b. Apenas III está correta. 
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