ENADE 2017: Um tanque de equalização, de área transversal A, é projetado para continuamente receber efluente industrial

ENADE 2017: Um tanque de equalização, de área transversal A, é projetado para continuamente receber efluente industrial de uma pequena planta química, a uma vazão volumétrica , e temperatura Ti. O efluente tem massa específica p e capacidade calorífica à pressão constante Cp, aproximadamente igual à capacidade calorífica a volume constante; todas as propriedades são consideradas constantes no intervalo de temperatura da situação.

O inventário do tanque é aquecido por meio de uma serpentina preenchida com vapor de água saturado e é mantido homogeneizado por meio de um agitador, cuja potência útil a ser ofertada ao fluido é Ws. A descarga do tanque é realizada apenas por ação da gravidade, e a vazão pode ser ajustada pela posição de abertura da válvula existente na linha.

No que diz respeito a essa situação, avalie as afirmações a seguir.

I. Caso se assuma que a vazão de descarga do tanque (q) tem um comportamento linear em relação ao nível do tanque (h), isto é, q = kh, a equação resultante do balanço de massa no tanque será expressa como apresentado a seguir.

II . Considerando-se que a temperatura de condensação do vapor dentro da serpentina é Tc, que o coeficiente global de troca térmica entre o vapor e o efluente é U e que a área de troca térmica é As, a equação resultante do balanço de energia no tanque é expressa como apresentado a seguir.