Benzeno e n-hexano líquidos são misturados para formar uma corrente fluindo com uma vazão de
. Um densímetro em linha (um instrumento usado para medir massas específicas) indica que a corrente tem uma massa específica de
. 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):
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):
onde
é fração mássica.
Passo 2
Primeiro a gente converte cada densidade relativa em densidade absoluta (lbm/ft³).
A densidade da água é
A densidade da água é
Então
Passo 3
Agora convertemos a densidade da mistura de 0,810 g/mL para lbm/ft³:
e 1 kg/m³ = 0,062428 lbm/ft³, logo
Passo 4
Teoria da densidade de mistura (assumindo volumes aditivos):
Isolando
:
Passo 5
Substituindo números:
(em ft³/lbm). Então
E
.
Passo 6
Como a vazão total de massa é 700 lbm/h,
Passo 7
Pra achar as vazões volumétricas, dividimos pela densidade de cada puro:
Resposta
Vazões mássicas:
– benzeno: 526,6 lbm/h
– n-hexano: 173,4 lbm/h
– benzeno: 526,6 lbm/h
– n-hexano: 173,4 lbm/h
Vazões volumétricas:
– benzeno: 9,63 ft³/h
– n-hexano: 4,21 ft³/h
– benzeno: 9,63 ft³/h
– n-hexano: 4,21 ft³/h