Benzeno e n-hexano líquidos são misturados para formar uma corrente fluindo com uma vazão de 700 lbm / h. Um densímetro em linha (um instrumento usado para medir massas específicas) indica que a corrente tem uma massa específica de 0,810 g / mL. Usando as densidades relativas da Tabela B.1, estime as vazões de alimentação mássica e volumétrica dos dois hidrocarbonetos no vaso de mistura (em unidades americanas de engenharia).

Passo 1

Beleza, o problema diz o seguinte: a gente misturou benzeno e n-hexano e tem uma corrente de 700 lbm/h. Um densímetro mostrou que essa mistura tem densidade de 0,810 g/mL. Com as densidades relativas (Tabela B.1) a gente tem que descobrir quanto de cada líquido está entrando em massa (lbm/h) e em volume (ft³/h).
Conteúdo: balanço de massa e propriedade física (densidade de mistura). Vamos precisar
• das densidades relativas:
– benzeno: ρʳᵇ = 0,876
– n-hexano: ρʳʰ = 0,659
• da densidade da água (1,00 g/mL = 62,428 lbm/ft³)
• da fórmula de densidade de mistura para líquidos (volumes aditivos):
1rhomix = wBrhoB + wHrhoH,
onde é fração mássica.

Passo 2

Primeiro a gente converte cada densidade relativa em densidade absoluta (lbm/ft³).
A densidade da água é
rhoH2O = 62,428;lbm/ft^3
Então
rhoB = 0,876times 62,428 = 54,69;lbm/ft^3, rhoH = 0,659times 62,428 = 41,13;lbm/ft^3

Passo 3

Agora convertemos a densidade da mistura de 0,810 g/mL para lbm/ft³:
0,810tfracgmL = 0,810tfrackgL = 810tfrackgm^3
e 1 kg/m³ = 0,062428 lbm/ft³, logo
rhomix = 810times0,062428 = 50,57;lbm/ft^3

Passo 4

Teoria da densidade de mistura (assumindo volumes aditivos):
1rhomix = wBrhoB + wHrhoH, wB + wH = 1
Isolando wB = 1rhomix-1rhoH 1rhoB-1rhoH :

Passo 5

Substituindo números:
1rhoB=0,01829, 1rhoH=0,02432, 1rhomix=0,01978
(em ft³/lbm). Então
wB = 0,01978-0,024320,01829-0,02432 = 0,7523
E .

Passo 6

Como a vazão total de massa é 700 lbm/h,
dot WB = wBtimes700 = 0,7523times700 = 526,6;lbm/h,
dot WH = wHtimes700 = 0,2477times700 = 173,4;lbm/h

Passo 7

Pra achar as vazões volumétricas, dividimos pela densidade de cada puro:
dot VB = dot WBrhoB = 526,654,69 = 9,63;ft^3/h,
dot VH = dot WHrhoH = 173,441,13 = 4,21;ft^3/h

Resposta

Vazões mássicas:
– benzeno: 526,6 lbm/h
– n-hexano: 173,4 lbm/h
Vazões volumétricas:
– benzeno: 9,63 ft³/h
– n-hexano: 4,21 ft³/h

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