1) Questão (vale 2,0 pontos)
Uma solução é concentrada em um sistema de evaporação em triplo efeito. Emprega-se para o aquecimento do primeiro efeito, vapor saturado a 2 bar. A pressão de operação do terceiro efeito é de 25 kPa . Os coeficientes globais de transferência de calor são:
. Considere as áreas de transferência de calor iguais e despreze a elevação do ponto de ebulição (EPE). Estime a temperatura de evaporação em cada evaporador (ou efeito).
Passo 1
Vamos anotar os dados e tirar as temperaturas de saturação dos extremos. Temos vapor saturado a 2 bar (pressão absoluta) alimentando o primeiro efeito e um vácuo de 25 kPa no terceiro. Pelas tabelas de vapor,
Os coeficientes globais são
as áreas são iguais e desprezamos EPE. O que queremos é
,
e
(sabendo que
).
Passo 2
Em cada efeito
a mesma carga de calor por área
satisfaz
onde
,
,
.
Passo 3
A soma das três quedas é a queda total
Como
vale para
, podemos escrever
e somando em termos de
dá
Passo 4
Calculamos a soma das resistências térmicas:
Logo
E daí
Passo 5
Agora achamos as temperaturas de ebulição em cada efeito:
Resposta
Efeito 1:
Efeito 2:
Efeito 3:
Efeito 2:
Efeito 3: