Exercícios Resolvidos de Balanços de Energia e Tamanho do Flash

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Enunciado

Sabendo que temos um equipamento flash, como o da imagem abaixo. Deduza o balanço de energia para um dispositivo removedor de calor.

Passo 1

A questão nos pede para deduzir o balanço de energia para o flash no caso de um dispositivo removedor de calor. Então será similar a teoria, onde ao invés de adicionar, o dispositivo vai estar removendo calor.

Passo 2

Primeiro nós vamos fazer o balanço de massa, lembrando que tudo o que entra é igual ao que sai, beleza? Então ficamos com:

F = L + V

E colocando em função das composições vamos ter:

F ∙ z i = L ∙ x i + V ∙ y i

Show! Repara que o balanço de massa vai ser o mesmo para o flash com o dispositivo tanto removendo como adicionando calor, pois estamos trabalhando até então APENAS em função massa. Bora ver como seria o nosso balanço de energia então?

Passo 3

Para o balanço de energia nós vamos ter a “energia” da corrente de carga entrando no sistema. Já saindo do sistema, temos a energia das correntes de líquido, vapor e a do dispositivo de remoção de calor. Como representamos a energia através da entalpia “ h ”, ficamos com:

F ∙ h f - Q = L ∙ h l + V ∙ h v

Reorganizando nosso balanço de energia para aparecer o β , que representa a fração vaporizada, temos:

h f - Q F = L F ∙ h l + V F ∙ h v

Como V F = β e L F = 1 - β , obtemos que:

h f - Q F = ( 1 - β ) ∙ h l + β ∙ h v

E o Q F = Q ˙ , então:

h f - Q ˙ = ( 1 - β ) ∙ h l + β ∙ h v

Resposta

h f - Q ˙ = ( 1 - β ) ∙ h l + β ∙ h v