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Questão 1 - Uma determinada indústria resolveu avaliar seu trocador de calor que está cumprindo sua função de aquecer um fluido frio de 4ºC para 72ºC que passa a uma taxa mássica de 1,2 kg/s. O trocador utilizado é do tipo duplo tubo em uma configuração contracorrente. Há uma desconfiança de que o trocador está com baixa eficiência de troca térmica pois a temperatura de entrada da água quente é de 180ºC e de saída é de 75ºC. a) Faça o diagrama do trocador de calor existente na indústria. b) Informe a área de troca de calor, considere U=1200 W/m2ºC c) Considere que o equipamento está trabalhando com 90% da sua capacidade de vazão quente e a temperatura final desejável é de 72ºC então o trocador atual já atende a demanda. O proprietário falou que a troca de calor parece não ser boa e que apesar do fluido não ter sólidos é necessário a realização de limpezas mensais as quais estão sendo dificultadas aumentando muito o custo da produção. Ele comentou ainda que poderia aumentar o diâmetro do tubo interno pois a pressão no processo não é alta, outra possibilidade seria dividir em diversos tubos menores com maior tempo de residência. Então ele pediu para você trabalhar para tentar melhorar isso. Um comentário importante feito pelo proprietário foi que em alguns anos será necessário um trocador de calor de maior capacidade, pois ele pretende aumentar a produção. É possível perceber que o empresário está meio confuso e não entende muito bem de trocadores de calor. Com base nas considerações feitas no seu conhecimento sobre trocadores de calor explique porque tomou essa decisão. Questão 2 - Dentre outros tipos de trocadores de calor estudados vimos o recuperador de calor tipo LJUNGSTROM. Desenhe o trocador, indique o fluxo dos fluidos e suas partes e descreva como se dá o processo para troca de calor. Questão 3 - Considere os estudos de trocador de calor. a) O que é calor? b) De acordo com as configurações das correntes qual o tipo de configração tem maior eficiência de troca de calor. Explique porque e como ela pode ser quantificada matematicamente? c) Explique os efeitos da alteração da área de troca de calor, alteração da taxa mássica dos fluidos dentro de um trocador de calor. Questão 4 - Sabe-se que a caldeira trabalha com pressão superior à pressão atmosférica e produz vapor a partir de energia térmica fornecida de uma fonte qualquer. Escreva sobre as principais classificações para caldeiras. Cite algumas vantagens e desvantagens entre elas. Desenhe uma caldeira e indique 5 partes deste equipamento. Questão 5 - Um trocador de calor com configuração contracorrente está trabalhando com eficiência de 60% quando imposto a um escoamento de 1,5 kg/s do líquido quente. O equipamento é utilizado para resfriar o óleo de uma torre na etapa de filtração, ,a eficiência é linear em relação a vazão de líquido quente, já a vazão do líquido frio é constante 2,5 kg/s. O resfriamento deve acontecer de 70ºC para 30ºC, a temperatura da água fria de entrada é de 15ºC, qual o diâmetro da seção de troca de calor, sabendo-se que o comprimento é de 20 m. Qual é a capacidade máxima de troca de calor?