Proponha um esquema de aproveitamento térmico para recuperar calor de condensação em uma secadora industrial…

Questão

Proponha um esquema de aproveitamento térmico para recuperar calor de condensação em uma secadora industrial que usa vapor para aquecer ar. Descreva equações de balanço de massa e energia, identifique grandezas mensuráveis e indique como estimar a redução do consumo energético com base em ?Hvap e cp.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Esquema: captar vapor exaurido, condensá-lo em trocador recuperador, usar calor liberado para pré-aquecer ar de secagem; condensado retorna como água de alimentação. 2) Balanço de massa: ?vapor = ?condensado + ?perdas; para steady-state usar igualdade de vazões. 3) Balanço de energia: ?Qrecuperada = ?vapor·?Hvap + ?cond·cp·(Tcond-Tdestino) - perdas; onde ?Hvap é o calor latente do vapor e cp o calor específico do condensado. 4) Grandezas mensuráveis: vazão mássica do vapor (kg·s?¹), temperaturas de vapor e água (°C), ?T no trocador, ?Hvap (tabela) e cp (tabela). 5) Estimativa da redução energética: calcular Qrecuperada anual = ? (?vapor·?Hvap + ?·cp·?T)·tempo; comparar com energia térmica atualmente fornecida (kWh ou MJ) e converter para redução percentual. 6) Observações práticas: incluir eficiência do trocador ? (Qútil=?·Qrecuperada), prever controle de condensado e corrosão; avaliar custo-benefício com payback. 7) Equações exemplares: Q = m·?Hvap ; Q = m·cp·(T1-T2) ; economia (%) = 100·(Qrecuperada·?)/(Qtotal atual).

Explicação

O esquema proposto aborda a recuperação de calor de forma eficiente, utilizando princípios de balanço de massa e energia para garantir que as vazões se equilibrem e que a energia seja reaproveitada. As grandezas mensuráveis são fundamentais para quantificar o desempenho do sistema e a redução do consumo energético é calculada com base em dados reais, permitindo uma análise prática e viável. A inclusão de considerações sobre eficiência, controle de condensado e avaliação econômica reforça a aplicabilidade do projeto em um contexto industrial.

Raio-X da questão

Questões parecidas com resolução

• Em uma escola pública, estudantes aqueceram 200 mL de água em um recipiente aberto, ao nível do mar. Quando a água…
• A naftalina usada em guarda-roupa diminui de tamanho sem formar líquido. Que mudança de estado isso indica?
• Em um dia frio, o vidro do carro fica embaçado por gotículas de água. Qual mudança de estado ocorreu?
• A entalpia molar de vaporização da água a 100 °C é ?Hvap = 40,7 kJ·mol?¹. Qual a energia necessária para vaporizar 250 g…
• 18,0 g de água (H2O, M = 18,0 g·mol?¹) são totalmente evaporados à temperatura constante. Qual a quantidade de matéria…
• Explique, usando equações e conceitos termodinâmicos, como a pressão de vapor e a entalpia de vaporização determinam a…

Todas as questões de Mudanças de estado físico da matéria