Um alimento líquido a 20^circ C é bombeado a uma taxa de 5000 kg / h para um trocador de calor no qual ele é aquecido até 85^circ C. A água quente usada para aquecer o alimento entra a 95^circ C e sai a 60^circ C. O calor específico médio do alimento é 4,06 kJ / kg.K. Calcule a vazão mássica de água e a quantidade de calor adicionado ao alimento. Despreze quaisquer perdas de calor para o ambiente. R1 =9008,4 kg / h e R2=1319500 kJ / h.

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que temos um alimento líquido chegando a 20 °C e saindo a 85 °C, com vazão mássica de 5000 kg/h e calor específico médio . Para aquecer esse alimento, usamos água quente que entra a 95 °C e sai a 60 °C. A gente despreza as perdas para o ambiente.
Conteúdo: Balanço de energia (1.ª lei da termodinâmica para regime estacionário).
O que vamos usar:
  • Equação do calor trocado .
  • Balanço de energia sem perdas: o calor cedido pela água é igual ao calor ganho pelo alimento.

Passo 2

Calcular o calor ganho pelo alimento.
Teoria aplicada: toda variação de temperatura num fluido sem mudança de fase é
Q = m,c,De
onde
  • Qalimento = 5000 times 4,06 times 65 = 1,319,500;kJ/h ,
  • ,
  • .
    Logo:

Passo 3

Agora aplicamos o balanço de energia:
o calor que sai da água (cedido) é igual ao calor que entra no alimento (absorvido).
Então
Qágua = Qalimento = 1,319,500;kJ/h á
Para a água, usamos de novo mágua = Qáguacágua,De, mas queremos .
  • á (valor médio).
  • á.
    Então
áááá

Resposta

Vazão mássica da água: .
Quantidade de calor adicionada ao alimento: .

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