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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
PERÍODO LETIVO 202 4. 2
Aluno: Disciplina: Processos de Indsútria Química (GDPEQ0127) Docente: Msc. Maria Eduarda Araújo Pessoa LISTA 1 – Variáveis de processo, Balanços de massa e energia
1. (1,5 pontos) Uma suspensão de partículas de carbonato de cálcio em água escoa
através de uma tubulação. Sua tarefa é determinar a vazão e a composição em peso desta lama. Você coleta a corrente em uma proveta graduada por 1,00 minuto; depois pesa a proveta, evapora a água e pesa de novo a proveta. Os resultados são os seguintes: Massa da proveta vazia: 65,0 g Massa da proveta + suspensão coletada: 565 g Volume coletado: 455 mL Massa da proveta depois da evaporação: 215 g Calcule: a) ( 0,5 ponto ) as vazões mássica e volumétrica da suspensão. b) ( 0,5 ponto ) a massa específica da suspensão. c) ( 0,5 ponto ) a fração mássica de CaCO 3 na suspensão.
2. ( 2,0 pontos ) Uma mistura de benzeno e tolueno contendo 40% em fração molar
de benzeno é carga (F) de uma torre de destilação. Deseja-se recuperar 90% de benzeno no destilado (D), conforme mostrado abaixo:
Se a carga de material que alimenta a coluna é de 6000 kmol/h, determine: a) ( 1,0 ponto ) Os balanços de massa e as correntes desconhecidas (D, B), bem como as frações molares da corrente B. b) ( 1,0 ponto ) Sabendo que a massa molar média da corrente F é MM(F) = 86 kg/kmol, da corrente D é de MM(D) = 80 kg/kmol e da corrente B é de MM(B) = 90 kg/kmol, determine a massa dessas correntes, em kg.
3. (1,5 pontos totais) Um determinado material adsorvente, que operava em uma
coluna de escoamento em leito fixo, precisa ser submetido a um processo de recuperação para ser reinserido ao processo. O adsorvente tem como finalidade adsorver a água presente em uma corrente de gás. Por medidas de segurança e a fim de garantir a eficiência da operação, é permitido uma fração máxima de água no adsorvente da corrrente de saída de fH2O= 4% (kg/kg). O processo de recuperação desse material inclui a secagem em forno evaporador, que permite que o adsorvente seja parcialmente seco e consiga ser reutilizado no processo. Para isso, uma vazão contínua de 70kg/h do adsorvente úmido são alimentados neste forno, com uma fração mássica de água de fH2O= 60% (kg/kg). Uma corrente de saída é para a água e a outra para a retirada do adsorvente parcialmente seco. a) (0,5 ponto) Desenhe o fluxograma do processo com suas respectivas correntes de entrada e saída. Especifique as composições conhecidas e nomeie (através de símbolos) as correntes desconhecidas. b) (1,0 ponto) Determine os valores desconhecidos das correntes (corrente de saída de água, e da corrente de saída de adsorvente + água), em termos de suas vazões mássicas (kg/h).
4. (1,5 pontos) Formada por pás ou hélices, a turbina é um motor utilizado para
converter energia mecânica e térmica, contida em um fluido, em trabalho de eixo. Para que possa produzir esta modalidade de energia, a turbina deve ser atravessada por um fluido na sua parte central, que permitirá às pás moverem-se e, consequentemente, gerarem a energia. Vapor de água a 10 bar (absoluto), com temperatura de 370°C (𝐻̂ 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 = 3201 𝑘𝐽/𝑘𝑔), alimenta uma turbina continuamente com uma vazão 𝑚 ̇ = 2000 kg/h. A operação da turbina é adiabática, e o efluente é vapor saturado a 1 bar (𝐻̂ 𝑠𝑎í𝑑𝑎 = 2675 𝑘𝐽/𝑘𝑔). Calcule o trabalho exercido pela turbina, em kcal/s , desprezando as variações nas energias cinética e potencial.
5. (1,5 pontos) Duas correntes de água se misturam para formar a alimentação de
uma caldeira. Os dados do processo são os seguintes: Corrente de alimentação 1: 120 kg/min a 30°C Corrente de alimentação 2: 175 kg/min a 65°C
