Benzeno, disponível como líquido saturado a
, deve ser resfriado a 1159 F para transporte. O benzeno é suprido a uma taxa de 8000
; e água de resfriamento é disponível a 550F e uma vazão de 5000
. O coeficiente global de transferência de calor é
. . 9 em todos os casos.
cp do benzeno é
cp da água é
.
Determinar a área do trocador necessária para as seguintes configurações:
(a) um passo, contracorrente.
cp do benzeno é
cp da água é
(a) um passo, contracorrente.
Passo 1
Beleza, o problema é sobre um trocador de calor onde a gente resfria benzeno de 170°F (líquido saturado) até 115°F usando água que entra a 55°F. A vazão de benzeno é 8000 lb/h (com cp=0,42 Btu/lb·°F) e a da água é 5000 lb/h (cp=1 Btu/lb·°F). O coeficiente global de transferência é U=55 Btu/h·ft²·°F.
Conteúdo: balanço de energia, cálculo de temperatura de saída do fluido frio, LMTD (Log Mean Temperature Difference) para fluxo contracorrente e área .
Conteúdo: balanço de energia, cálculo de temperatura de saída do fluido frio, LMTD (Log Mean Temperature Difference) para fluxo contracorrente e área
Passo 2
Primeiro a gente acha o calor trocado,
, usando o benzeno (já que ele sai do trocador):
Substituindo:
Passo 3
Agora a água ganha esse mesmo
. A temperatura de saída da água,
, vem de
Então
Passo 4
Para o LMTD no esquema contracorrente a gente precisa de
Passo 5
O LMTD é
Passo 6
Finalmente a área
vem de
Resposta
A área necessária para o trocador em contracorrente (um passo) é aproximadamente 49 ft².