Enunciado

14.36 O gás de descarga de um motor de combustão interna foi analisado e encontrou-se a seguinte composição na base volumétrica:

Um reator de gás de descarga, projetado para eliminar o C O , é alimentado com este gás e com ar do modo indicado na Fig. 14.36. Determinou-se, experimentalmente, que a mistura o ponto 3 não apresenta C O se a fração molar de O 2 na mistura for igual a 10 % neste ponto. Qual deve ser a razão entre as vazões que entram no reator:

Passo 1

Belezinha pessoal, vamos por partes aqui. O gás de exaustão no estado 1 é:

C O 2 = 10 % ,     H 2 O = 13 % ,     C O = 2 % ,     O 2 = 3 % ,     N 2 = 72 %

Já no estado 3:

C O = 0 % ,     O 2 = 10 %

Logo a equação da reação para o monóxido de carbono é:

0,002   C O + x O 2 + 3,76 N 2 → 0,02   C O 2 + x - 0,01 O 2 + 3,76 x N 2

Sendo assim, em 3, temos que:

v C O 2 = 0,10 + 0,02 = 0,12 ,     v H 2 O = 0,13 ,     v O 2 = x + 0,02 ,     v N 2 = 0,72 + 3,76 x

E se a gente somar tudo, obtemos:

n t o t = 0,12 + 0,13 + x + 0,02 + 0,72 + 3,76 x

n t o t = 0,99 + 4,76 x

De forma que:

y O 2 = 0,10 = x + 0,02 0,99 + 4,76 x

x = 0,151

Portanto, a razão entre as vazões é dada por:

4,76 x 1 = 4,76 0,151

0,718 kmol 1 kmol  3  

Resposta

0,718 kmol 1 kmol  3  

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