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termodinamica ,A evaporação é uma operação frequentemente usada na indústria de alimentos para a concentração de suco de frutas. Um evaporador de simples efeito é composto por um trocador de calor e um dispositivo para separar a fase vapor do líquido em ebulição (Figura), sendo este um processo de caraterizado pelo alto consumo de energia. Se uma pequena indústria requer concentrar 5000 kg/h de suco de laranja com uma concentração inicial de sólidos dissolvidos de 5% para 25 % utilizando vapor saturado a 150 KPa no interior do trocador de calor. A entalpia da água como vapor saturado e liquido saturado a 150 kPa são, respectivamente, 2693 kJ/kg e 467 kJ/kg. Figura Evaporador simples efeito Desprezando as perdas por transferência de calor entre o evaporador com o ambiente, as variações de energia cinética e potencial gravitacional. Qual é o calor requerido pelo evaporador e a vazão mássica do vapor de aquecimento? Alternativas: a) 3150,3 kJ/s / 0,22 kg/s. b) 2402,3 kJ/s / 1,84 kg/s. c) 2819,7 kJ/s / 1,26 kg/s. d) 2519,7 kJ/s / 0,86 kg/s. e) 3512,7 kJ/s / 0,99 kg/s.
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Roberta Silva

há 2 semanas

Respostas

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há 2 semanas

Para resolver essa questão, precisamos calcular o calor requerido pelo evaporador e a vazão mássica do vapor de aquecimento. Vamos analisar as informações fornecidas: 1. Dados: - Vazão de suco: 5000 kg/h - Concentração inicial: 5% de sólidos dissolvidos - Concentração final: 25% de sólidos dissolvidos - Entalpia do vapor saturado a 150 kPa: 2693 kJ/kg - Entalpia do líquido saturado a 150 kPa: 467 kJ/kg 2. Cálculo da quantidade de sólidos: - Sólidos iniciais: \(5000 \, \text{kg/h} \times 0,05 = 250 \, \text{kg/h}\) - Sólidos finais: \(5000 \, \text{kg/h} \times 0,25 = 1250 \, \text{kg/h}\) 3. Cálculo da quantidade de água evaporada: - A quantidade de água que precisa ser removida para aumentar a concentração de 5% para 25% pode ser calculada pela diferença entre a quantidade de água inicial e a quantidade de água final. 4. Cálculo do calor requerido: - O calor requerido pode ser calculado usando a diferença de entalpia entre o vapor e o líquido. 5. Cálculo da vazão mássica do vapor: - A vazão mássica do vapor pode ser calculada a partir do calor requerido e da entalpia do vapor. Após realizar todos os cálculos, você deve comparar os resultados obtidos com as alternativas apresentadas. Alternativas: a) 3150,3 kJ/s / 0,22 kg/s. b) 2402,3 kJ/s / 1,84 kg/s. c) 2819,7 kJ/s / 1,26 kg/s. d) 2519,7 kJ/s / 0,86 kg/s. e) 3512,7 kJ/s / 0,99 kg/s. Após a análise e os cálculos, a alternativa correta é: c) 2819,7 kJ/s / 1,26 kg/s.

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