6.Um secador industrial é alimentado diretamente com gases de uma combustão,onde o queimador opera com gás metano.O ar ambiente alimentado ao queimador contém uma umidade de
molar(água).O engenheiro da planta recebeu o Orsat dos gases dessa combustão,onde se lê:
.O engenheiro deseja conhecer com que umidade os gases são alimentados no secador.(Resp.:8,11\%)
Passo 1
O enunciado pede a umidade molar dos gases de combustão que alimentam o secador. O queimador usa metano (
) e ar ambiente com umidade de
(molar). O Orsat forneceu a composição dos gases secos de exaustão:
,
,
.
Para resolver, vamos:
. Fazer o balanço molar para
mol de
.
. Expressar as quantidades de
,
,
e
em função do ar úmido alimentado.
. Ajustar a vazão de ar usando a fração de
seca dada pelo Orsat.
. Calcular finalmente a fração molar de vapor d\textquotesingle água nos gases úmidos.
Para resolver, vamos:
Passo 2
Definimos:
– moles de ar úmido alimentado por mol de
.
Ar úmido tem de
e
de ar seco. No ar seco,
é
e
é
.
Logo, em moles de ar úmido temos:
–
Ar úmido tem
Logo, em
Passo 3
Reação de combustão completa de
mol de metano:
Portanto consome
mol de
e produz
mol de
e
mol de
.
Nos gases de saída secos (antes de acrescentar o vapor d\textquotesingle água) teremos:
Nos gases de saída secos (antes de acrescentar o vapor d\textquotesingle água) teremos:
O total de moles de gás seco é
Passo 4
Usamos a fração molar de
seca do Orsat:
Passo 5
Agora calculamos o vapor d\textquotesingle água total nos gases de saída:
–\ Vapor gerado pela combustão: mol.
–\ Vapor presente no ar: mol.
Total de :
–\ Vapor gerado pela combustão:
–\ Vapor presente no ar:
Total de
O total de gás úmido é
A fração molar de água é
Resposta
A umidade molar dos gases de combustão que alimentam o secador é de
%.