Deseja-se secar 5000 kg de um produto contendo
de água com ar quente contendo
peso de água. O produto final apresenta
em peso de água e o ar sai com
em peso de água. Calcule a massa de ar quente necessária.
Passo 1
Resumindo o enunciado: queremos secar
kg de produto que contém
de água (isto é,
kg de água e
kg de sólidos) até que o produto final tenha
de água. O agente de secagem é ar quente contendo
de água que sai úmido com
de água. Para resolver vamos usar balanços de massa de sólidos e de água.
Passo 2
Balanço de sólidos no produto: toda a massa de sólidos entra e sai do secador, pois não há sólido no ar. Sejam
a massa total do produto final e
a massa de sólidos. Temos
e, como o produto final tem
de sólidos,
Passo 3
Cálculo da água removida: a água final é
de
, ou seja,
Como havia
kg de água no produto inicial, a água evaporada vale
Passo 4
Balanço de massa de ar e água no ar: seja
a massa de ar úmido de entrada. A massa de ar seco não varia e vale
A água de entrada no ar é
e a água de saída é essa água mais a água evaporada, ou seja,
O fluxo total de ar úmido de saída é
E sabemos que a fração de água no ar de saída é
, isto é,
Passo 5
Substituindo em
temos
Resposta
A massa de ar quente necessária é aproximadamente
kg.