Questão 3 (2,0 pontos): Refazer o Exemplo do Balanço de Massa COM RECICLO (Caso do ar Condicionado) para estes NOVOS VALORES:
Ar úmido contendo
molar de vapor de água deve ser resfriado e desumidificado até um teor de água de
molar de água. Uma corrente de ar úmido é combinada com uma corrente de reciclo de ar previamente desumidificado e passada através de um resfriador. A corrente combinada que entra na unidade contém
molar de água. No condicionador de ar, parte da água na corrente de alimentação é condensado e removida com líquido. Uma fração do ar desumidificado que sai do resfriador é reciclado e o restante é usado para resfriar um cômodo.
Tomando como base 100 moles de ar desumidificado entrando no cômodo, calcule os moles de ar úmido (
), os moles de água condensada (
), e os moles de ar desumidificado reciclados
.
Tomando como base 100 moles de ar desumidificado entrando no cômodo, calcule os moles de ar úmido (
Passo 1
O enunciado descreve um condicionador de ar com reciclo. Temos:
– Corrente 1 (ar fresco): mol com teor de vapor de água
.
– Corrente 5 (reciclo): mol com
.
– Corrente 2 (alimentação do resfriador): mol com
.
No resfriador parte da água condensa e sai como corrente 3. A corrente gasosa de saída (corrente 4) tem e é dividida em reciclo (
) e produto (
mol) que entra no cômodo.
Precisamos calcular ,
e
.
– Corrente 1 (ar fresco):
– Corrente 5 (reciclo):
– Corrente 2 (alimentação do resfriador):
No resfriador parte da água condensa e sai como corrente 3. A corrente gasosa de saída (corrente 4) tem
Precisamos calcular
Passo 2
Escrevemos os balanços no resfriador (entre correntes 2, 3 e 4):
E a divisão da saída gasosa:
Passo 3
Escrevemos os balanços de alimentação do resfriador (entre correntes 1, 5 e 2):
Passo 4
Da equação de ar seco (iii) e da divisão (
) temos
Pelo balanço total (iv) segue
Passo 5
Substituindo essas expressões na eq. (v) e resolvendo para
chega-se a
Então
Passo 6
A água condensada (
) vem de (ii):