Em uma indústria para resfriar
de n-hexano de
a
, é utilizando etileno
que entra no trocador a
e deve sair a
. Calcular:
b) Idem ao anterior operando em contracorrente.
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:
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:
Onde:
-
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
:
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.