Água de mar contendo 3,50% em massa de sal passa através de uma série de 10 evaporadores. Quase iguais quantidades de água são vaporizadas em cada uma destas 10 unidades e logo condensadas e combinadas para obter uma corrente de produto de água potável. A salmoura na saída de cada evaporador alimenta o seguinte, exceto a saída do último. A salmoura que sai do décimo evaporador contém 5,00% em massa de sal.
Desenhe um fluxograma do processo, mostrando o primeiro, quarto e décimo evaporadores. Rotule as correntes que entram e saem destes três evaporadores.

Passo 1

Beleza, aqui o enunciado diz que temos água do mar com 3,50 % em massa de sal passando por 10 evaporadores em série. Em cada etapa, evapora-se praticamente a mesma quantidade de água, o vapor é condensado e vai virar nossa água potável. A salmoura que sai do 10º evaporador fica com 5,00 % de sal.
Conteúdo: balanço de massa em processos de múltiplos efeitos (ou estágios) de evaporação. Vamos precisar entender como se escreve um balanço simples em cada evaporador e como se conectam as correntes entre eles.

Passo 2

Antes de desenhar, vamos definir as correntes e as variáveis de interesse:
  • F é o fluxo de alimentação (água do mar) com fração de sal xF = 0,035 (3,50 %).
  • Em cada evaporador i sai um vapor Vi (aquele que a gente condensa para fazer água potável) e uma salmoura Bi que alimenta o próximo.
  • No último estági o, B10 tem fração de sal xB10 = 0,05 (5,00 %).
    Não precisamos calcular numericamente os fluxos, só mostrar como as correntes se ligam e rotular cada uma.

Passo 3

Vamos esboçar três “caixinhas” representando o 1º, 4º e 10º evaporadores. Em cada caixinha:
  • Entra uma corrente de salmoura/água.
  • Sai uma corrente de vapor Vi.
  • Sai uma corrente de salmoura concentrada Bi.
Depois a gente rotula cada corrente com o nome e, se quiser, a composição de sal.

Passo 4

Detalhando cada evaporador:
  1. Evaporador 1 (E1):
    • Entrada: F ( xF = 0,035)
    • Saída de vapor: V1
    • Saída de salmoura: B1 (que vai para o E2)
  2. Evaporador 4 (E4):
    • Entrada: B3 (vindo do E3)
    • Saída de vapor: V4
    • Saída de salmoura: B4 (que vai para o E5)
  3. Evaporador 10 (E10):
    • Entrada: B9 (vindo do E9)
    • Saída de vapor: V10
    • Saída de salmoura: B10 com xB10 = 0,05
Entre cada caixa você coloca uma setinha para indicar “alimentação” e outra para o “produto” que vai pro próximo estágio. Cada Vi vai para um condensador, e todos os condensados se misturam para formar a água potável.

Resposta

Desenho esquemático (descrição em texto):
E1:
F, xF=0,035 ──▶ [ E1 ] ──▶ V1 ──▶ condensador ──▶ água potável

└─▶ B1 ──▶ E2
E4:
B3 ──▶ [ E4 ] ──▶ V4 ──▶ condensador ──▶ água potável

└─▶ B4 ──▶ E5
E10:
B9 ──▶ [ E10 ] ──▶ V10 ──▶ condensador ──▶ água potável

└─▶ B10, xB10=0,05 (resíduo salmoura)
Cada “[ Ei ]” é um evaporador em série, onde sai vapor Vi que é condensado e sai salmoura Bi para o próximo estágio.

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