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?

Passo 1

O enunciado descreve um cristalizador Swenson– Walker de comprimento total L=12,2 m com quatro seções em série, área de troca térmica por comprimento a=0,279 m^2/m e coeficiente global U=1,136times10^2 kW/(m^2,K). A solução– alimentação, contendo Na2SO4 em fração mássica xF1 e temperatura TF1, entra e é resfriada em contracorrente com água que entra a 5 ^circC e sai a 23,889 ^circC. Pede– se (a) as vazões de alimentação para que o produto P 1 saia do cristalizador a 70, 60 e 50 ^circF, (b) a fração mássica de cristais em P 1 e (c) a fração de soluto em P 1 nessas mesmas condições.

Passo 2

Para iniciar o cálculo, precisamos conhecer xF1 e TF1. Porém:
– O valor de xF1 depende da matrícula pelo depositado
xF1=21,90323 + 0,09677times(matrícula) í
– A temperatura TF1 tem dois valores possíveis (par ou ímpar), mas a matrícula não foi fornecida.
Sem a matrícula não é possível obter numericamente xF1 nem TF1.

Passo 3

Além disso, para concluir (a), (b) e (c) são indispensáveis:
1. A curva de solubilidade dos sais de sulfato de sódio (fração mássica de Na2SO4 em solução saturada) em função da temperatura.
2. 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 xF1 e TF1) 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 1.

Resposta

Não há como resolver o exercício porque faltam dados essenciais: o valor da matrícula (para xF1 e TF1) e as propriedades termodinâmicas de solubilidade e energéticas da solução/cristal.

Exercícios relacionados