Em uma indústria para resfriar 9,5 tn / h de n-hexano de 128^circ C a 86^circ C(Cp= 1,654 kJ / kgK), é utilizando etileno (Cp=1,527 kJ / kgK) que entra no trocador a 36^circ C e deve sair a 68^circ C. Calcular:
b) Idem ao anterior operando em contracorrente.

Passo 1

Ok, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos uma indústria que está resfriando 9,5 toneladas por hora de n-hexano de 128°C para 86°C usando etileno. As capacidades térmicas (Cp) são dadas para ambos os compostos. O que precisamos calcular é como isso funciona quando o processo opera em contracorrente, ou seja, os fluidos circulam em direções opostas no trocador de calor.

Passo 2

Primeiro, vamos converter as toneladas por hora para kg/s para facilitar os cálculos. Sabemos que 1 tonelada = 1000 kg e 1 hora = 3600 segundos. Então:
dotmn-hexano = 9,5 times 10003600 approx 2,64 , kg/s

Passo 3

Agora, vamos calcular a quantidade de calor que precisa ser removida do n-hexano para resfriá-lo de 128°C para 86°C. Usamos a fórmula:
Q = dotm times Cp times De
Onde:
  • Q = 2,64 times 1,654 times (128 - 86) approx 2,64 times 1,654 times 42 approx 183,67 , kW é a vazão mássica
  • é a capacidade térmica
  • é a variação de temperatura
Então:

Passo 4

Em operação contracorrente, o etileno absorve esse calor. Vamos calcular a vazão mássica necessária do etileno para absorver os 183,67 kW. Usamos a mesma fórmula rearranjada para dotmeti<=no = QCp times De:
dotmeti<=no = 183,671,527 times 32 approx 183,6748,864 approx 3,76 , kg/s
Onde para o etileno é de .
Então:

Resposta

A vazão mássica do etileno necessária para operar em contracorrente é de aproximadamente 3,76 kg/s.

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