Pacientes acometidos por hipoxemia (falta de oxigenação no sangue) têm a necessidade de tratamento por oxigenoterapia, que consiste na administração de oxigênio em uma concentração maior do que se encontra no ambiente normal. Quando realizada coletivamente, há a necessidade de se concentrar o oxigênio do ar para alimentar uma tenda de oxigênio que pode abrigar vários pacientes.
No fluxograma que segue, ar (1) composto em base molar por
de
de
e
de outros gases (OG), principalmente
e gases nobres, é alimentado a um concentrador de oxigênio que eleva o teor de
para
em mols. A corrente concentrada em
(4) é alimentada à tenda, juntamente com a corrente desviada de ar (3)), perfazendo na tenda um teor de
em mols de
, adequado para atender às necessidades dos pacientes.
Obtenha:
a) a relação entre as correntes de
concentrado e alimentado:
.
b) as composições de todas as correntes do processo.
Composiçōes molares:
Corrente (1):
de
de
e
de OG.
Corrente (4):
de
e
de OG.
Corrente (5):
de
.
Corrente (6):
de
e de OG.
(4,0 pontos)
No fluxograma que segue, ar (1) composto em base molar por
a) a relação entre as correntes de
b) as composições de todas as correntes do processo.
Corrente (1):
Corrente (4):
Corrente (5):
Corrente (6):
(4,0 pontos)
Passo 1
Resumo do enunciado: o ar na corrente (
) (composição molar
) é dividido em duas partes: uma fração
escapa direto como corrente (
) e a fração restante
vai ao concentrador, que gera a corrente rica em oxigênio (
) (
) e o rejeito (
) (
informado). As correntes (
) e (
) se misturam na tenda gerando a corrente (
) com
de
. Vamos usar balanços de massa de
,
e OG para achar a fração
(item a) e as composições de todas as correntes (item b).
Passo 2
Balanço de
na mistura (correntes
):
Rearranjando,
Passo 3
Definindo
temos
, logo
Passo 4
Balanço de
no concentrador (entrada
saídas
e
):
Dividindo por
e usando
e
,
Substituindo
e resolvendo para
obtém-se
Passo 5
Fluxos normalizados (por
):
Passo 6
Composição da corrente (
) pela balança de OG e de
no concentrador:
– OG:
– :
Daí
– OG:
–
Daí
Passo 7
Composição da corrente (
) misturando (
) e (
):
Resposta
a)
b) Composições molares:
Corrente ( ):
Corrente ( ): igual a (
):
Corrente ( ):
Corrente ( ):
Corrente ( ):
Corrente (
Corrente (
Corrente (
Corrente (
Corrente (