Uma determinada corrente líquida encontra-se contaminada com o soluto
, sendo este removido quando em contato com uma corrente gasosa de
. Ambas as correntes possuem vazão controlada, para que a remoção ocorra de forma eficiente. Em um determinado momento, o componente
se encontra a
mols na corrente líquida e
em mols na corrente gasosa. O coeficiente individual de transferência de massa do filme gasoso é igual a
e o valor de
é igual a 0,75 . Com essas informações, responda:
a) Quem são as fases G e L deste sistema?
b) Sabendo que a relação de equilíbrio entre as fases é
, calcule
coeficiente individual de transferência de massa na corrente líquida e seu respectivo fluxo;
c) Represente, graficamente, este sistema.
a) Quem são as fases G e L deste sistema?
b) Sabendo que a relação de equilíbrio entre as fases é
c) Represente, graficamente, este sistema.
Passo 1
O enunciado trata de transferência de massa entre duas fases, segundo o modelo dos dois filmes (gasoso e líquido). Temos uma corrente líquida contaminada pelo soluto A e uma corrente gasosa de
. Em regime estacionário, aplicaremos:
- A relação de equilíbrio linear
. - A expressão do fluxo molar de A
Sabendo
,
,
,
e
, vamos:
a) identificar as fases G e L;
b) calcular e o fluxo
;
c) esboçar graficamente o sistema no diagrama versus
.
a) identificar as fases G e L;
b) calcular
c) esboçar graficamente o sistema no diagrama
Passo 2
a) A fase líquida (L) é a corrente que contém o soluto A (85 % em mols de A), e a fase gasosa (G) é a corrente de
contaminada com 30 % em mols de A.
Passo 3
Usamos a relação de equilíbrio dada
portanto
Em seguida, pelo modelo dos filmes, o fluxo em cada fase é o mesmo, logo
Passo 4
Substituindo os valores numéricos:
Isto é
de onde
O fluxo de A vale
Em módulo,
,
, indicando fluxo de A da fase líquida para a gasosa.
Passo 5
Para desenhar o diagrama
versus
:
- Trace a reta de equilíbrio
. - Marque o ponto de operação da fase líquida:
. - Marque o ponto de interface:
. - Desenhe a linha de operação ligando esses dois pontos.
Resposta
a) L = fase líquida (soluto A em 85 mol %), G = fase gasosa (
com 30 mol % de A).
b) e
(fluxo de L→G).
c) Gráfico: reta de equilíbrio , ponto de operação
, ponto de interface
e linha de operação entre eles.
b)
c) Gráfico: reta de equilíbrio