Proponha um esquema de aproveitamento térmico para recuperar calor de condensação em uma secadora industrial…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).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
aproveitamento térmico
avaliacao
balanço de massa e energia · propriedades termodinâmicas
Revisar balanços de massa e energia em sistemas térmicos.
O aluno pode falhar ao não considerar todas as variáveis envolvidas no balanço de energia, como a temperatura de entrada e saída do vapor.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Descreva, representando com equações e balanços de energia e massa, como a recuperação do calor latente em um…
- Explique, com equações e cálculos indicativos, como projetaria um processo produtivo sustentável para secagem de grãos…
- Explique, representando por meio de equações simples e balanços de massa e energia, como o processo de secagem de roupas…
- Discuta como as mudanças de estado (fusion, vaporização, condensação) podem ser aproveitadas em projetos industriais…
- Explique como os princípios de conservação de massa e de energia se aplicam em um ciclo de refrigeração por compressão…
- Um produtor precisa reduzir o teor de água de 1,00 kg de produto úmido de 40,0% m/m para 12,0% m/m. Calcule a energia…
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog