Lista de exercícios 5 POU UFSCar

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Princípios das operações unitárias 
Prof: Thiago Faggion de Pádua 
 
 
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Lista 5 de exercícios complementares 
 
Exercícios sobre trocadores de calor. 
 
1 – Em um trocador duplo tubo, 4500 Kg/h de água entram a 15oC e resfriam 9000 Kg/h 
de um óleo que tem calor específico de 0,5 Kcal/Kg/oC, de 90oC para 65oC, em 
contracorrente. Sabendo-se que o coeficiente global de transferência de calor é 240 
Kcal/h/m2/oC, determine a área superficial requerida. Dado que a capacidade 
calorífica a pressão constante da água é 1Kcal/Kg/oC. Calcule também qual é a 
temperatura de saída da água. 
 
2 – Resolver a questão 1 novamente, mas em operação com correntes paralelas. Analise 
qual tipo de operação você escolheria e justifique o porquê com base na área calculada 
do trocador de calor. Lembre-se que a maior área levará ao maior custo. 
 
3 – Deseja-se resfriar 2000Kg/h de anilina de 95oC a 60oC num trocador duplo tubo que 
possui 3,0m2 de área na superfície externa do tubo interno, utilizando-se tolueno a 
30ºC. Qual a vazão mássica de tolueno que deve ser usada se o trocador for operado 
em contracorrente? Dados U=350Kcal/h/m2/oC ; Cp,anilina = 0,54Kcal/Kg/oC; Cp,tolueno 
= 0,42 Kcal/Kg/oC. 
 
4 – (exercício modificado de Araújo, 2002) 20 t/h (toneladas/hora) de anilina são 
resfriadas de 135oC a 93oC, utilizando-se benzeno que entra no trocador a 38oC e deve 
sair a 70oC. Calcular: 
(a) O comprimento de um trocador de calor duplo tubo operando em paralelo, com 
U=600 Kcal/h/m2/oC e tubos com as seguintes dimensões: tubo externo com 
Di=8,0cm e De=8,9cm; tubo interno di=5,3cm e de=6,0cm. 
(b) Idem ao item anterior, mas operando em contracorrente. 
(c) Área de um casco e tubo operando em correntes paralelas com 
U=700Kcal/h/m2/oC 
(d) Área de um casco e tubo 2-4 com U=900Kcal/h/m2/oC 
(e) O que mudaria no item d se o trocador usado fosse 1-2? 
(f) O trocador casco e tubo é realmente necessário? Justifique sua resposta. 
 
5 – (exercício de Araújo, 2002) Tem-se disponível um trocador de calor casco e tubo 1-
1 com 19 tubos de latão com 18mm de diâmetro externo, espessura de parede de 2mm 
e 12 m de comprimento. Deseja-se saber se sua área de troca de calor será suficiente 
para condensar 350 Kg/h de etanol saturado a 1 atm (78,3oC), considerando o 
coeficiente global (U) de 700W/m2/K. O fluído frio será água que entra a 15oC e sai a 
35oC do equipamento. DICA: Procure encontrar o calor latente do etanol nas 
condições do problema.