Gás propano
entra em um trocador de calor adiabático contínuo a
e 250 kPa e sai a
. Vapor de água superaquecido a
e 5,0 bar entra no trocador escoando de forma contracorrente ao propano, e sai como líquido saturado na mesma pressão.
a) Admitindo como base de cálculo 100 mols de propano na alimentação ao trocador, desenhe e rotule um fluxograma do processo. Inclua na sua rotulagem o volume do propano alimentado (
), a massa de vapor de água alimentado ( kg ) e o volume do vapor de água alimentado
.
b) Calcule os valores das entalpias específicas rotuladas na seguinte tabela de entalpias de entrada - saída para este processo. (
)
Referências:
Espécie
100 mol
100 mol
c) Use um balanço de energia para calcular a vazão mássica necessária de alimentação de vapor de água. Calcule depois a razão volumétrica de alimentação das duas correntes (
vapor de água alimentado
propano alimentado). Admita comportamento de gás ideal para o propano, mas não para o vapor de água, e lembre que o trocador é adiabático. (
vapor de água;
vapor de água
propano)
d) Calcule o calor transferido da água para o propano (
propano alimentado). (Sugestão: Faça um balanço de energia na água ou no propano em vez de no trocador inteiro). (R.
propano alimentado)
a) Admitindo como base de cálculo 100 mols de propano na alimentação ao trocador, desenhe e rotule um fluxograma do processo. Inclua na sua rotulagem o volume do propano alimentado (
b) Calcule os valores das entalpias específicas rotuladas na seguinte tabela de entalpias de entrada - saída para este processo. (
Espécie |
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100 mol |
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100 mol |
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d) Calcule o calor transferido da água para o propano (
Passo 1
Resumo do enunciado: temos um trocador de calor adiabático de escoamento contracorrente entre gás propano e vapor de água. O propano entra a
e
e sai a
; a água entra como vapor superaquecido a
,
e sai como líquido saturado na mesma pressão. Temos base de cálculo de
,mol de propano e usar: balanço de massa, equilíbrio de energia e equação de estado ideal para o propano.
Passo 2
Fluxograma e volumes/massas de entrada:
Propano (corrente fria):
,mol,
,
.
Volume (
)
Água (corrente quente):
a determinar (kg).
Volume de vapor (
)
Passo 3
Encha-lhias específicas dadas e preenchimento da tabela:
Passo 4
Balanço de energia (adiabático):
Esse calor sai da água:
Razão volumétrica
Passo 5
Calor transferido por metro cúbico de propano alimentado:
Resposta
a) Fluxograma:
Propano in:
,mol,
,
,
trocador
Propano out: ,mol,
Propano out:
Vapor de água in:
,kg,
,
,
trocador
Água out: ,kg, líquido saturado em
Água out:
b)
;
;
;
.
c)
; razão volumétrica
d)