Grátis: Em aplicações industriais, trocadores de calor são fundamentais para a transferência de energia térmica entre dois fluidos. Neste cenário, o fluido... – Questões Respondidas

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Em aplicações industriais, trocadores de calor são fundamentais para a transferência de energia térmica entre dois fluidos. Neste cenário, o fluido A, que opera como o fluido quente, possui uma vazão mássica de 10 kg/s e entra no trocador com uma temperatura de 150°C, saindo resfriado a 80°C. O fluido B, o fluido frio, possui uma vazão mássica de 15 kg/s e entra no trocador a 30°C, sendo aquecido pela energia transferida do fluido A. Ambos os fluidos têm um calor específico de 5 kJ/kg°C, o que permite simplificar os cálculos térmicos. Considerando que a energia térmica perdida pelo fluido A é completamente transferida para o fluido B (desprezando perdas térmicas para o ambiente).
Qual será a temperatura de saída do fluido B após o processo de troca de calor?
50°C
55°C
67°C
70°C
77°C

Desvendando com Questões

há 6 horas

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Exercícios Tema 3 - Modelagem De Equipamentos

ESTÁCIO

Respostas

Ed

há 6 horas

Vamos resolver passo a passo: Dados: - Fluido A (quente): vazão mássica mA = 10 kg/s, temperatura entrada T_Ain = 150°C, temperatura saída T_Aout = 80°C - Fluido B (frio): vazão mássica mB = 15 kg/s, temperatura entrada T_Bin = 30°C, temperatura saída T_Bout = ? - Calor específico c = 5 kJ/kg°C (igual para ambos) - Energia perdida pelo fluido A = energia ganha pelo fluido B (sem perdas) 1) Calor perdido pelo fluido A: Q = mA * c * (T_Ain - T_Aout) Q = 10 * 5 * (150 - 80) = 10 * 5 * 70 = 3500 kW 2) Calor ganho pelo fluido B: Q = mB * c * (T_Bout - T_Bin) 3500 = 15 * 5 * (T_Bout - 30) 3500 = 75 * (T_Bout - 30) 3) Isolando T_Bout: T_Bout - 30 = 3500 / 75 = 46.67 T_Bout = 30 + 46.67 = 76.67°C Arredondando, a temperatura de saída do fluido B é aproximadamente 77°C. Resposta correta: 77°C

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Uma turbina axial em uma usina termelétrica recebe vapor a uma pressão de 2 MPa e temperatura de 550°C, com uma vazão de massa de 25 kg/s. O vapor sai da turbina a uma pressão de 0,15 MPa. A eficiência isentrópica da turbina é de 75%, e o trabalho no processo isentrópico ideal é de 1000 kJ/kg.
Qual é a potência gerada pela turbina?
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20,19 MW
21,25 MW

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Qual é a potência real da turbina?
10000 kW
10612 kW
15780 kW
22000 kW
26000 kW

Em um trocador de calor contracorrente, o fluido quente entra a 120°C e sai a 80°C. O fluido frio entra a 30°C. Sabendo que a vazão do fluido quente é de 10 kg/s e o calor específico é 4 kJ/kg°C.
Qual será a temperatura de saída do fluido frio se ele tiver a mesma vazão e calor específico do fluido quente?
50°C
60°C
70°C
80°C
90°C

Você é um engenheiro que precisa dimensionar um trocador de calor. Para tal, você sabe que o fluido A entrará a 40°C e sairá a 80°C, enquanto o fluido B entrará a 100°C. Sabendo que a vazão mássica de ambos os fluidos é de 10 kg/s e o calor específico de ambos é 6 kJ/kg°C.
Qual será a temperatura de saída do fluido B, considerando um trocador de calor contracorrente?
60°C
65°C
70°C
85°C
90°C

Considerando que na operação de uma torre de resfriamento são retirados 2000 kW de calor, com o mecanismo de convecção sendo responsável por 30% desse total.
Qual é a quantidade de calor removido pela evaporação da água?
700 kW
900 kW
1400 kW
1600 kW
1800 kW

Um secador utiliza ar aquecido em sua operação, necessitando evaporar 1000 kg de água por hora. Considerando que o ar entra aquecido a 150°C e sai a 70°C, e que o calor latente de vaporização da água é de aproximadamente 2.260 kJ/kg, e a capacidade térmica específica do ar é de 1,005 kJ/kg°C.
Qual a massa de ar necessária para realizar a operação em uma hora?
3.655 kg
5.402 kg
12346 kg
18925 kg
28105 kg

Considere uma indústria de secagem de grãos, na qual um secador de leito fluidizado é utilizado para secar 10 toneladas de material por hora. O material entra no secador com 35% de umidade em base úmida e deve ser seco até atingir 5% de umidade.
Qual a massa de água que deve ser evaporada no processo?
171 kg/h
1.521 kg/h
1.579 kg/h
1751 kg/h
3158 kg/h

As torres de resfriamento desempenham um papel crucial no controle térmico de sistemas industriais, dissipando calor do processo através da evaporação da água. Considere uma torre de resfriamento onde a água evaporada é responsável por absorver 500 kJ/s (ou 500 kW) de energia térmica do sistema. O calor de evaporação da água é de 2450 kJ/kg.
Qual é a quantidade aproximada de água evaporada na torre por segundo para absorver a energia térmica de 500 kJ/s?
0,12 kg/s
0,15 kg/s
0,18 kg/s
0,20 kg/s
0,24 kg/s

Um secador é utilizado para evaporar 150 kg de água. Sabendo que o calor latente de vaporização da água é de aproximadamente 2.260 kJ/kg.
Qual é a quantidade de calor necessária para evaporar essa quantidade de água?
101.700 kJ
339.000 kJ
580.500 kJ
750.000 kJ
800.000 kJ