Considere que a entalpia de vaporização do destilado de uma coluna é e que a carga térmica removida pela água de resfriamento no condensador é de . Para as condições definidas na tabela e desenho abaixo, determine a razão de refluxo.
Passo 1
Vamos lá, a questão pede para a gente calcular a razão de refluxo. A razão de refluxo é a razão entre a corrente que volta para a coluna (refluxo) e o destilado.
Portanto, precisamos pelo menos descobrir a vazão de vapor que está passando pelo condensador e que será condensado em líquido. Para fazer isso, vamos utilizar os dados sobre energia/calor dados sobre o condensador.
Passo 2
Sabemos que a carga térmica removida no resfriamento é igual ao calor de condensação do destilado. Portanto é igual a:
Como nós temos a entalpia de vaporização do destilado, podemos descobrir a vazão do líquido que passa pelo condensador, pois:
Então podemos calcular nossa vazão .
Essa vazão é a vazão do nosso vapor , que passa pelo condensador.
Passo 3
A questão pede para a gente calcular a razão de refluxo, a definição de razão de refluxo é:
Ou pela notação do problema:
E nós sabemos que , de acordo com o balanço de massa em torno do condensador:
Logo, como sabemos que e que o , podemos calcular o através do balanço de massa.
Assim, .
Podemos, então, calcular a nossa razão de refluxo, substituindo o (que na nossa notação do conteúdo era o ) na fórmula da razão de refluxo.