Questão 4 - Responda se Verdadeiro (V) ou Falso (F)
a) ( ) Em evaporadores não usamos média logarítmica das diferenças de temperatura (MLDT ou 【 \Delta T \rrbracket _ In ).
b) ( ) Os evaporadores de circulação forçada são insensíveis às vazões ou variações nas propriedades físicas do fluido. Mas são indicados para fluidos mais viscosos.
c) ( ) Água à temperatura de 200^{\circ} \mathrm{C} e com entalpia de 3000 \mathrm{~kJ} / \mathrm{kg} está na saturação.
d) ( ) Se minha tabela de propriedades termodinâmicas para a água tem seus dados na temperatura de referência de 0^{\circ} \mathrm{C}, se utilizo esta equação para determinação da entalpia do vapor na saída do espaço vapor, então eu não poderia utilizar a equação de entalpia para solução a ser concentrada usando temperatura e referência de 25^{\circ} \mathrm{C}, assim preciso encontrar uma equação com temperatura de referência a 0^{\circ} \mathrm{C}.
e) ( ) Quando eu aumento a concentração de uma solução não ideal, a pressão de vapor aumenta, isso porque com a solubilização do soluto existe entalpia de diluição, o que proporciona uma elevação da temperatura de ebulição (EPE) da solução.
f) ( ) Em evaporadores de múltiplos efeitos consideramos que as áreas de trocas térmicas são iguais em todos os evaporadores que compõem o conjunto de evaporadores.
g) ( ) A condição de saída de líquido saturado na saída do vapor de aquecimento é garantida se utilizarmos válvula apropriada para saída apenas da fase líquida.
h) ( ) Em evaporadores de múltiplos efeitos, a pressão do espaço vapor do último efeito será igual a pressão do condensador.

Passo 1

O enunciado apresenta oito afirmações sobre evaporadores, propriedades de água e soluções, transferência de calor e projeto de múltiplos efeitos. Precisamos classificar cada afirmação como Verdadeira (V) ou Falsa (F) usando conceitos de média logarítmica de temperatura, tipos de evaporador, tabelas termodinâmicas, referência de entalpia, comportamento de pressão de vapor em soluções e configuração de múltiplos efeitos.

Passo 2

A média logarítmica de diferença de temperatura ( \mathrm{MLDT} ou LMTD) é o método padrão para calcular a taxa de calor em trocadores de calor, inclusive em evaporadores. A afirmação “Em evaporadores não usamos média logarítmica das diferenças de temperatura” contradiz o procedimento usual de projeto de trocadores de calor. Logo, a afirmação é falsa.

Passo 3

Evaporadores de circulação forçada usam bomba para manter alta velocidade do fluido, tornando a taxa de transferência de calor pouco sensível a variações normais de vazão ou propriedades físicas e são indicados para fluidos viscosos porque evitam o espessamento de filme. Portanto, a afirmação é verdadeira.

Passo 4

Na saturação de água a 200^\circ C, a entalpia de vapor saturado é cerca de
h''_{\mathrm{sat}}(200^\circ C)\approx 2791\\ \mathrm{kJ/kg},
e não 3000\\ \mathrm{kJ/kg}. Se a entalpia fosse 3000\\ \mathrm{kJ/kg}, o vapor estaria superaquecido, não saturado. Logo, a afirmação é falsa.

Passo 5

Entalpia é grandeza de estado definida até uma referência arbitrária. Num balanço de energia, todas as entalpias devem usar a mesma referência. Se uso tabela com referência a 0^\circ C para o vapor e tabela com referência a 25^\circ C para a solução, preciso ajustar ou adotar única referência. Portanto, a afirmação sobre a necessidade de ter equação de entalpia com a mesma referência 0^\circ C é verdadeira.

Passo 6

Aumento de concentração de soluto em solução não ideal faz com que a pressão de vapor do solvente diminua (efeito de abaixamento crioscópico) e, para ferver à mesma pressão externa, ocorre elevação de ponto de ebulição. Não há aumento de pressão de vapor, mas sim diminuição, e a EPE é consequência disso, não de “entalpia de diluição” diretamente. Logo, a afirmação é falsa.

Passo 7

Em múltiplos efeitos, cada efeito opera com diferença de temperatura menor que o anterior, logo as áreas de troca térmica são diferentes e tipicamente aumentam nos efeitos seguintes para compensar o menor ∆T. Dizer que todas as áreas são iguais é incorreto. A afirmação é falsa.

Passo 8

Para garantir que o fluido de aquecimento (vapor) seja drenado sempre como líquido saturado, usa-se uma válvula apropriada (steam trap) que retém a fase vapor e libera apenas o condensado. Assim, a afirmação é verdadeira.

Passo 9

No esquema de múltiplos efeitos, o vapor gerado no último efeito é enviado ao condensador externo; para que ocorra condensação, a pressão de vapor desse último efeito deve ser igual à pressão de trabalho do condensador. Portanto, a afirmação é verdadeira.

Resposta

a) F
b) V
c) F
d) V
e) F
f) F
g) V
h) V

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