Para concentrar 4536 kg / h de uma solução de NaOH a 10% em peso para 20% em peso, utiliza-se um evaporador de efeito único com área de 37,6 m^2. A alimentação entra em 21,1^circ C. Vapor de água saturado a 110^circ C é usado como meio de aquecimento e a pressão no evaporador é de 51,7 kPa. Calcule a quantidade de vapor d

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular a quantidade de vapor necessária para concentrar uma solução de NaOH de 4536 kg/h que está a 10% em peso, aumentando para 20% em peso usando um evaporador. Vamos precisar entender de balanço de massa e um pouco de termodinâmica, especialmente sobre como a água evapora para concentrar a solução.

Passo 2

Primeiro, vamos fazer um balanço de massa geral. Isso significa que a massa que entra no evaporador deve ser igual à massa que sai. Temos a alimentação, o vapor que adiciona calor e a solução concentrada que sai.

Passo 3

Vamos definir as quantidades:
  • Alimentação (F): 4536 kg/h a 10% de NaOH.
  • Produto §: Vamos concentrar para 20% de NaOH.
  • Vapor (V): A quantidade de vapor que precisamos calcular.

Passo 4

Sabemos que a quantidade de NaOH permanece constante no processo. Então, podemos escrever:
F times xF = P times xP
Onde:
  • 4536 times 0,10 = P times 0,20 (10% de NaOH na alimentação)
  • 453,6 = 0,20P (20% de NaOH no produto)
Substituindo:
P = 453,60,20 = 2268 kg/h

Passo 5

Agora, fazemos o balanço de massa total:
F = P + V
Sabemos que 4536 = 2268 + V kg/h e V = 4536 - 2268 = 2268 kg/h kg/h, então:

Passo 6

Então, a quantidade de vapor necessária para esse processo é de 2268 kg/h.

Resposta

A quantidade de vapor necessária é de 2268 kg/h.

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