Cem kmol por hora de líquido sub-resfriado a 300 K e 3 bar são superaquecidos para 500 K em um trocador de calor em escoamento estacionário. Estime a carga térmica (em kW ) do trocador para um dos casos a seguir:
Metanol, para o qual
a 3 bar.
Metanol, para o qual
Passo 1
O enunciado nos dá um fluxo molar de metanol de
kmol/h (liquido sub-resfriado a
K e
bar) que deve ser aquecido até
K em regime estacionário. Como a temperatura de saturação a
bar é
K, teremos três etapas de aquecimento:
. calor sensível do líquido de
K a
K,
. calor de vaporização a
K,
. calor sensível do vapor de
K a
K.
Vamos assumir capacidades caloríficas molares constantes: o,
o, e entalpia de vaporização
o.
Vamos assumir capacidades caloríficas molares constantes:
Passo 2
Calculamos o calor sensível para elevar o líquido de
K até
K:
Passo 3
O calor de vaporização a
K é
Passo 4
Calculamos o calor sensível para elevar o vapor de
K até
K:
Passo 5
O calor total por mol de metanol é
O fluxo molar é
kmol/h
mol/h. Portanto a carga térmica do trocador é
Convertendo para
:
Resposta
A carga térmica do trocador é aproximadamente
;kW.