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.
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.
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
(3,50 %). - Em cada evaporador
sai um vapor (aquele que a gente condensa para fazer água potável) e uma salmoura que alimenta o próximo. - No último estági o,
tem fração de sal (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
. - Sai uma corrente de salmoura concentrada
.
Depois a gente rotula cada corrente com o nome e, se quiser, a composição de sal.
Passo 4
Detalhando cada evaporador:
- Evaporador 1 (E1):
- Entrada: F (
) - Saída de vapor:
- Saída de salmoura:
(que vai para o E2)
- Entrada: F (
- Evaporador 4 (E4):
- Entrada:
(vindo do E3) - Saída de vapor:
- Saída de salmoura:
(que vai para o E5)
- Entrada:
- Evaporador 10 (E10):
- Entrada:
(vindo do E9) - Saída de vapor:
- Saída de salmoura:
com
- Entrada:
Entre cada caixa você coloca uma setinha para indicar “alimentação” e outra para o “produto” que vai pro próximo estágio. Cada
vai para um condensador, e todos os condensados se misturam para formar a água potável.
Resposta
Desenho esquemático (descrição em texto):
E1:
F, ──▶ [ E1 ] ──▶
──▶ condensador ──▶ água potável
│
└─▶ ──▶ E2
F,
│
└─▶
E4:
──▶ [ E4 ] ──▶
──▶ condensador ──▶ água potável
│
└─▶ ──▶ E5
│
└─▶
E10:
──▶ [ E10 ] ──▶
──▶ condensador ──▶ água potável
│
└─▶ ,
(resíduo salmoura)
│
└─▶
Cada “[ Ei ]” é um evaporador em série, onde sai vapor
que é condensado e sai salmoura
para o próximo estágio.