Um evaporador de simples efeito concentra uma solução aquosa 20 % em massa de H2SO4 até 70 %. A taxa de alimentação é de 15 kg ⋅ s−1 e a temperatur...

Para calcular a taxa de transferência de calor no evaporador, é necessário utilizar a equação de balanço de energia: Q = m * Cp * (T2 - T1) Onde: Q = taxa de transferência de calor (em kW) m = taxa de alimentação (em kg/s) Cp = calor específico da solução (em J/kg.K) T2 = temperatura da solução concentrada (em K) T1 = temperatura da solução alimentada (em K) Primeiro, é necessário calcular a temperatura da solução concentrada. Como o ponto de ebulição da solução 70% de H2SO4 é 102 °C a 10 kPa, podemos utilizar a tabela de pressão de vapor para encontrar a temperatura de ebulição da água a essa pressão, que é de aproximadamente 28,5 °C. Portanto, a temperatura da solução concentrada será de: T2 = 102 + (28,5 - 100) = 30,5 °C = 303,65 K O calor específico da solução pode ser aproximado como sendo o calor específico da água, que é de 4,18 J/g.K. Convertendo para kg e K, temos: Cp = 4,18 * 10^-3 kJ/kg.K A taxa de transferência de calor pode ser calculada substituindo os valores na equação: Q = 15 * 0,2 * 1000 * 4,18 * (303,65 - 300) Q = 376,74 kW Portanto, a taxa de transferência de calor no evaporador é de aproximadamente 376,74 kW.