Uma solução com
[%] em massa de
vai ser resfriada para dar o sal Glauber (
) em um cristalizador tipo Swenson-Walker com 4 sessões totalizando um comprimento útil de
. A solução entra no cristalizador a
[
] e é resfriada por água a 5 ºC em contracorrente. O cristalizador tem uma superfície de transmissão de calor de
e coeficiente global de transmissão de calor (U) de
. A água de refrigeração deixa o equipamento a
.
Sendo:
matrícula
Se matrícula (par)
48,889
Se matrícula (impar)
37,778
a. Determine as taxas de alimentação de solução para que o produto deixe o equipamento nas seguintes condições: 70,60 e
respectivamente.
b. Qual a fração mássica de cristais no magma P1 quando P1 deixa o equipamento a 70,60 e
respectivamente?
c. Qual a fração de soluto na corrente P1 que deixa o equipamento a 70, 60 e 50읕F respectivamente?
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Se matrícula (par) | 48,889 |
Se matrícula (impar) | 37,778 |
b. Qual a fração mássica de cristais no magma P1 quando P1 deixa o equipamento a 70,60 e
c. Qual a fração de soluto na corrente P1 que deixa o equipamento a 70, 60 e 50읕F respectivamente?
Passo 1
O enunciado descreve um cristalizador Swenson– Walker de comprimento total
com quatro seções em série, área de troca térmica por comprimento
e coeficiente global
. A solução– alimentação, contendo
em fração mássica
e temperatura
, entra e é resfriada em contracorrente com água que entra a
e sai a
. Pede– se (a) as vazões de alimentação para que o produto P
saia do cristalizador a
,
e
, (b) a fração mássica de cristais em P
e (c) a fração de soluto em P
nessas mesmas condições.
Passo 2
Para iniciar o cálculo, precisamos conhecer
e
. Porém:
– O valor de depende da matrícula pelo depositado
– O valor de
– A temperatura
tem dois valores possíveis (par ou ímpar), mas a matrícula não foi fornecida.
Sem a matrícula não é possível obter numericamente nem
.
Sem a matrícula não é possível obter numericamente
Passo 3
Além disso, para concluir (a), (b) e (c) são indispensáveis:
. A curva de solubilidade dos sais de sulfato de sódio (fração mássica de
em solução saturada) em função da temperatura.
. O calor específico da solução e do magma, e a entalpia de cristalização do decahidratado.
Esses dados não foram fornecidos no enunciado, portanto não há como relacionar o calor a ser removido com a massa de cristais formados nem calcular o balanço de massa e energia.
Passo 4
Sem a matrícula (que fixa
e
) e sem os dados termodinâmicos de solubilidade, calor específico e entalpia de cristalização, torna– se impossível determinar as vazões de alimentação nem as frações de cristais e soluto em P
.
Resposta
Não há como resolver o exercício porque faltam dados essenciais: o valor da matrícula (para
e
) e as propriedades termodinâmicas de solubilidade e energéticas da solução/cristal.