Uma corrente de alimentação de
contendo
de etanol e
de água entra em um evaporador. O produto de saída é separado em uma corrente de vapor contendo etanol e água e uma corrente líquida com
de etanol e
de água. Sabendo que a vazão mássica do vapor gerado é de
, determine:
a) A vazão mássica da corrente líquida (em
).
b) A composição mássica da corrente de vapor (frações mássicas de etanol e água).
a) A vazão mássica da corrente líquida (em
b) A composição mássica da corrente de vapor (frações mássicas de etanol e água).
Passo 1
Beleza, aqui a gente tem um evaporador que recebe 1000 kg/h de uma mistura com 40% de etanol e 60% de água. Como matéria, estamos usando balanço de massa total e balanço de massa de componente (etanol e água). Para resolver isso a gente vai precisar:
- Fazer o balanço de massa total (entrada = saída_vapor + saída_líquida).
- Fazer o balanço de massa de etanol (mesma coisa: o que entra de etanol = o que sai no vapor + o que sai no líquido).
- Depois extrair as frações mássicas.
Passo 2
Balanço de massa total:
Entrada = 1000 kg/h
Saída total = vazão do vapor + vazão do líquido
Como = 400 kg/h, a gente tem
Entrada = 1000 kg/h
Saída total = vazão do vapor
Como
Logo
Passo 3
Agora faz o balanço de massa de etanol:
– Etanol na alimentação:
– Etanol na alimentação:
– Etanol na corrente líquida (10% de etanol):
– Etanol na corrente de vapor:
Passo 4
Pra achar a fração mássica de etanol no vapor:
E a fração mássica de água no vapor é o resto (ou faz o balanço de água):
Resposta
a) Vazão da corrente líquida: 600 kg/h
b) Composição da corrente de vapor:
– Etanol: 0,85 (85%)
– Água: 0,15 (15%)
b) Composição da corrente de vapor:
– Etanol: 0,85 (85%)
– Água: 0,15 (15%)