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:
Tolueno, para o qual
a 3 bar.
Tolueno, para o qual
Passo 1
O enunciado dá uma vazão de
kmol/h de tolueno líquido sub-resfriado a
K e
bar, que é aquecido num trocador em regime estacionário até
K. Como a temperatura de saturação a
bar é
K, o aquecimento se dá em três etapas:
- sensível do líquido de
K a K, - vaporização a
K e bar, - sensível do vapor de
K a K.
Precisamos dos calores específicos médios do líquido e do vapor e da entalpia de vaporização.
Passo 2
Convertemos a vazão molar para mol/s e definimos dados aproximados:
Adotamos
Passo 3
Entalpia sensível do líquido de
K a
K:
Passo 4
Entalpia de vaporização a
K. Usando a correlação de Watson a partir do ponto normal de ebulição (
K,
kJ/mol) e
K:
Passo 5
Entalpia sensível do vapor de
K a
K:
Passo 6
Entalpia total por mol:
Potência térmica:
Resposta
A carga térmica estimada é de aproximadamente
kW.