Capítulo 10 - Programa de Engenharia Química - COPPE / UFRJ

3) A figura abaixo representa um trocador de calor em contra-corrente, onde uma corrente deprocesso com vazão W 1 = 1000 kg / h e temperatura T 1 = 200 °C é resfriada a T 2 = 100 °Cpor uma corrente fria a t 2 = 60 °C. Calcular a vazão ótima W 2 do refrigerante (kg / h) bemcomo a área de troca térmica ótima A (m 2 ). Considerar cp = 1 kcal / kg °C para as duascorrentes e U = 500 kcal / h m 2 °C.dados: investimento do trocador de calor: 3200 (A / 50) 0,48 $custo do refrigerante: 5 x 10 -6 $ / kgcusto de manutenção: 2 % do investimento / anotempo de operação: 8640 h / anocritério de desempenho: custo anual = 50 % custooperacional + 10 % ao ano sobre o investimento4) A figura abaixo representa um sistema de dois trocadores de calor em série, onde umacorrente de processo com vazão F o = 1000 kg / h e temperatura t o = 20 °C deve seraquecida a t 2 = 100 °C por correntes de vapor saturado a T 1 = 100 °C e T 2 = 120 °C,respectivamente. Calcular as vazões ótimas W 1 e W 2 das correntes de vapor (kg / h) bemcomo as áreas de troca térmica ótimas A 1 e A 2 (m 2 ). Considerar cp = 1 kcal / kg °C, U 1 =300 kcal / h m 2 °C, U 2 = 400 kcal / h m 2 °C, 1 = 500 kcal / kg e 2 = 600 kcal / kg.F o , t oA 1 , U 1t 1t 2A 2 , U 2W 1 , T 1W 2 , T 2dados: investimento dos trocadores de calor: 160 (A 1 ) 0,5 $ e 320 (A 2 ) 0,5 $custo do vapor: (a 100 °C) 5 x 10 -6 $ / kg e (a 120 °C) 1 x 10 -5 $ / kgcusto de manutenção: 2 % do investimento / anotempo de operação: 8640 h / anocritério de desempenho:custo anual = 50 % custo operacional + 10 % ao ano sobre o investimento41