RESUMO UNIDADE 03 OPERAÇÕES UNITÁRIAS 2 BASEADO NAS QUESTÕES DO AVA

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Unidade 3 – Baseado nas questões do AVA 
Sobre os aspectos operacionais que podem afetar o funcionamento dos 
evaporadores: 
 À medida que a concentração da solução aumenta, suas propriedades são 
alteradas e, consequentemente, afetam o processo de evaporação. 
 Soluções que podem degradar com o aumento da temperatura podem ser 
evaporadas em um equipamento a vácuo. 
 Substâncias orgânicas podem formar espuma e interferir na 
concentração da solução. 
 A formação de incrustação afeta significativamente o processo de 
evaporação, não podendo ser negligenciada. 
Sobre o processo de evaporação: 
 O processo de evaporação tem como objetivo concentrar as soluções. Tal 
operação consiste em separar um determinado solvente volátil, de maneira que 
o produto resultante tenha maior valor agregado. Para fornecer o calor de que 
o processo precisa, emprega-se vapor condensante. Sobre o funcionamento 
dos evaporadores, há dois parâmetros principais, que são: capacidade e 
economia. 
Sobre a aplicação dos evaporadores e condensadores, muito utilizados em 
indústrias químicas e petroquímicas, sendo exemplos de sistemas de troca 
térmica com mudança de fase: 
 Evaporadores com tubos horizontais são os mais antigos, sendo 
adequados apenas para soluções diluídas. 
 
 
 
 
 
 
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Os evaporadores possuem basicamente dois tipos de circulação: natural ou 
forçada, podendo ser de diversos modelos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(1) Evaporador Calandra com Agitação. 
(2) Evaporador Circulação Forçada. 
(3) Evaporador Horizontal. 
(4) Evaporador Vertical com Recirculação. 
(5) Evaporador Filme descendente. 
Nos cálculos dos Refervedores e caldeiras (equipamentos de troca térmica 
presentes em indústrias de processos), são realizadas as seguintes 
quantificações: 
Quantidade de combustível em uma caldeira. 
Taxa de transferência de calor em um refervedor. 
Calor útil de uma caldeira. 
 
 
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Sobre o uso de refervedores e caldeiras industrialmente, como equipamentos 
de troca térmica altamente necessários: 
 Os refervedores são utilizados na base das colunas de destilação e são 
responsáveis por vaporizar a corrente proveniente de base de uma coluna de 
destilação. 
 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 são 
indispensáveis em refervedores, permitindo o escape de vapor em excesso. 
Refervedor com termossifão horizontal: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 O refervedor ilustrado na figura é o mais comum na indústria de 
processos. É um equipamento relativamente barato e a elevação da coluna é 
menos complexa se comparada a do refervedor com termossifão vertical. 
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. 
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Sobre tais restrições: 
 A escolha de um intervalo de temperatura mínimo é de extrema 
importância, porque evita que áreas de troca térmica excessivamente grandes 
sejam necessárias. 
Etapas do Diagrama de Temperaturas: 
1º. 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. 
2º. Definir o intervalo de temperatura mínimo. 
3º. Na construção do eixo das correntes quentes, somar o intervalo de 
temperatura mínimo às temperaturas de entrada e saída das correntes 
frias. 
4º. Na construção do eixo das correntes frias, subtrair o intervalo de 
temperatura mínimo das temperaturas de entrada e saída das correntes 
quentes. 
5º. Traças retas entre os dois eixos verticais, mostrando os degraus 
assumidos pela restrição do intervalo mínimo de temperatura. 
6º. Enumerar os intervalos de temperatura para facilitar a identificação e 
cálculo das cargas térmicas. 
 
Sobre a integração energética, segundo Turton: 
 A construção do diagrama de temperaturas é importante, pois permite a 
determinação da temperatura de estrangulamento. 
 O pinch divide os intervalos de temperatura em duas seções (superior e 
inferior), mas ambas são termicamente independentes. 
 O custo mínimo de utilidades é construído após o emprego das restrições 
no sistema, e pode ser calculado conhecendo as vazões mássicas das 
utilidades de resfriamento e aquecimento. 
 Quando o fluxograma da rede de troca térmica é apresentado sem todas 
as temperaturas de entrada, saída e intermediárias, o chamamos de estrutura. 
 
 
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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: 
1º. q 
2º. U 
3º. Diferença de T 
4º. A 
5º. Fluxo de calor 
6º. V