Benzeno, disponível como líquido saturado a 170^circ, deve ser resfriado a 1159 F para transporte. O benzeno é suprido a uma taxa de 8000 lb / h; e água de resfriamento é disponível a 550F e uma vazão de 5000 lb / h. O coeficiente global de transferência de calor é 55 Btu / h ft^2. . 9 em todos os casos.
cp do benzeno é 0,42 Btu / lb ^circ F
cp da água é 1 Btu / lb. ^circ F Determinar a área do trocador necessária para as seguintes configurações:
(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 .

Passo 2

Primeiro a gente acha o calor trocado, Q = dot mben , cp,ben , (Th,i - Th,o) , usando o benzeno (já que ele sai do trocador):
Q = 8000 ;(lb/h) times 0,42;(tfracBtulb·°F) times (170 - 115);°F = 3360 times 55 = 184800;Btu/h
Substituindo:

Passo 3

Agora a água ganha esse mesmo Q = dot mágua , cp,água , (Tc,o - Tc,i) . A temperatura de saída da água, 184800 = 5000 times 1 times (Tc,o - 55) Longrightarrow Tc,o = 55 + 1848005000 = 55 + 36,96 approx 91,96°F , vem de
áá
Então

Passo 4

Para o LMTD no esquema contracorrente a gente precisa de
De
De

Passo 5

O LMTD é
De

Passo 6

Finalmente a área A = QU,De vem de

Resposta

A área necessária para o trocador em contracorrente (um passo) é aproximadamente 49 ft².

Exercícios relacionados