Fundamentos dos Processos Químicos - Aula 8

FUNDAMENTOS DOS PROCESSOS QUÍMICOS Engenharia Química 1S2021 Aula 8 Profª Drª Maristhela Marin email maristhelamarinumcbr AGENDA Balanço material aplicado nos processos químicos Exercícios PROCESSO QUÍMICO UNIDADE DE PROCESSO Entrada Saída Variáveis P T ρ ሶ𝑚 Observe a representação Processo contínuo estado estacionário regime permanente PROCESSO QUÍMICO UNIDADE DE PROCESSO Variáveis P T ρ ሶ𝑚 Observe a representação Processo descontínuo bateladaregime não permanentetransiente BALANÇO MATERIAL Um balanço de uma quantidade conservada massa total massa de uma espécie particular energia momento em um sistema pode se escrito na seguinte forma entrada geração saída consumo acúmulo entra através da SC produzido no VC através da SC dentro do VC dentro do VC zero zero zero BALANÇOS MATERIAIS Podem ser escritos dois tipos de balanço Balanço material diferencial É o tipo de balanço que descreve o que acontece no sistema a cada instante Cada termo da equação representa uma vazão quantidade balanceada dividida por unidade de tempo É o tipo de balanço que se aplica a processos contínuos Balanço material integral É o tipo de balanço que indica o que acontece entre dois instantes de tempo Cada termo da equação representa uma quantidade massa mol volume É característico de processos descontínuos batelada e semicontínuos Exemplo 1 iniciado na aula passada aula 7 Mil quilogramas por hora de uma mistura de benzeno B e tolueno T contendo 50 em massa de benzeno são separados por destilação em duas frações A vazão mássica de benzeno na corrente de topo é 450 kgh e a de tolueno na corrente de fundo é de 475 kgh A operação se desenvolve em estado estacionário Escreva os balanços do benzeno e do tolueno para calcular as vazões do componente desconhecido nas correntes1 1 Felder RM Rouseeau R W Princípios Elementares dos Processos Químicos 3ª edição Rio de Janeiro LTC 2005 CÁLCULOS DE BALANÇOS MATERIAIS Desenhe um fluxograma para o processo e o rotule Numere as correntes de processo e relacione as espécies envolvidas denominandoas por letras ou pelas suas fórmulas químicas Escreva os valores e unidades de todas as variáveis de processo conhecidas sobre as linhas de correntes ou numa tabela Indique sobre as respectivas correntes de processo ou na tabela as variáveis desconhecidas a serem calculadas com símbolos algébricos e unidades CÁLCULOS DE BALANÇOS MATERIAIS Normalize as dimensões e unidades adotando uma ou outra para a realização dos cálculos transformandoas de acordo com procedimentos já estudados Converta valores de vazão volumétrica em valores correspondentes de vazão mássica ou molar pois os balanços materiais são baseados na Lei da Conservação das Massas não dos volumes Escreva as equações de balanço material total e parcial e as resolva O número de equações deve ser igual ao número de incógnitas Exercício Destilamse mil quilogramas por hora de uma mistura contendo partes iguais em massa de metanol e água As correntes de produto saem pelo topo e pelo fundo da coluna de destilação A vazão da corrente de produto de fundo é 673 kgh enquanto a corrente de produto do topo contém 960 em massa de metanol a Desenhe e rotule um fluxograma do processo b Calcule a fração mássica dos componentes na corrente de fundo e vazão mássica do produto de topo1 1 adaptado de Felder RM Rousseau R W Princípios Elementares dos Processos Químicos 3ª edição Rio de Janeiro LTC 2005