Analisar uma coluna de destilação com duas alimentaçōes ternárias, um condensador total e um refervedor parcial. Quantas variáveis independentes devem ser fixadas para definir este sistema? Sugerir um conjunto apropriado de variáveis que definiriam o sistema
Passo 1
Temos uma coluna de destilação com
correntes de alimentação de uma mistura ternária (
componentes), condensador total e refervedor parcial. Queremos saber quantas variáveis independentes (graus de liberdade) são necessárias para definir completamente o problema em regime estacionário e sugerir um conjunto apropriado dessas variáveis.
Passo 2
Contabilizamos as variáveis de especificação que precisamos fixar. Para cada uma das
alimentações devemos escolher:
. A vazão molar
😭
)
. As composições molares de dois componentes independentes
😭
)
. A entalpia de alimentação
. A posição do prato de entrada
Isto dá por alimentação
variáveis, totalizando
.
Passo 3
Além disso, para o destino do sistema precisamos fixar:
. A vazão de destilado
(o fundo
resulta de
)
. Duas composições independentes do destilado
. Duas composições independentes do fundo
. A razão de refluxo
. A razão de geração de vapor
Isto corresponde a
variáveis adicionais.
Passo 4
Somando:
-
variáveis das duas alimentações -
variáveis de produto(fundo)/operação
Totalizam
variáveis. Entretanto, o balanço global de massa impõe
, eliminando
como especificação independente. Assim, ficamos com
variáveis independentes.
Passo 5
Logo, o número de variáveis independentes a fixar é
Resposta
Precisamos fixar
variáveis independentes.
Um conjunto possível é:
– Para cada alimentação :
.
– Para o destilado e fundo:
.
– Operacionais:
(razão de refluxo) e
(razão de vapor no fundo).
Um conjunto possível é:
– Para cada alimentação
– Para o destilado e fundo:
– Operacionais: