Uma mistura de de , de e de é sujeita a separação por flash a uma pressão de , onde da carga é vaporizada.
Determine a Temperatura do Tanque de Flash, a composição dos produtos e Temperatura da Carga.
Dados:
Equação de Antoine
Calores específicos e ( entalpia de vaporização)- Valores médios entre
Passo 1
Primeira coisa que podemos fazer é identificar o tipo de problema para saber qual passo a passo iremos seguir, ok?
Nós conhecemos a pressão e sabemos também a porcentagem vaporizada (). Portanto, esse é um problema do tipo 3. E usaremos a sequência para problemas desse tipo para resolvê-lo, igualzinho a que vimos na teoria, ok?
Passo 2
Bem, a primeira coisa que precisamos calcular então é a temperatura do nosso tanque de flash.
Para isso, vamos partir da equação de Flash:
Lembrando que :
Portanto, nossa equação de Flash fica com essa carinha aqui:
Substituindo as constantes e os valores de , temos que:
E aí coloca sua calculadora que faz iteração para trabalhar e a temperatura que ela vai achar vai ser:
DICA:Se por acaso a sua calculadora não tiver essa função, um bom chute para essa temperatura é:
Mas assim, não vai dar o mesmo resultado... Nesse caso, se você tentar deve encontrar , mas é melhor que nada :P
Passo 3
Já achamos a temperatura! Agora, que temos a temperatura, conseguimos calcular o e, em consequência, e .
Portanto, vamos substituir:
Em seguida, vamos encontrar o .
Substituindo:
Como , nosso .
Passo 4
Para encerrar essa questão, precisamos de calcular a temperatura da carga. Como a carga é a temperatura da entrada no processo, e não de uma saída, não podemos usar as equações de Flash, Bolha ou orvalho. Precisamos fazer o balanço de energia!
Nesse caso, não foi falado nada sobre o dispositivo de adição/ remoção de calor, então vamos considerar
Onde:
Como essa temperatura de referência é arbitrária, para ficar mais fácil nosso problema vamos falar que:
Assim, nosso . Por consequência, , pois todas suas parcelas dependem de , que é nulo.
Logo, nosso balanço de energia pode ser reescrito como:
Passo 5
Vamos calcular então cada uma dessas entalpias. é um líquido, portanto, podemos calcular sua entalpia por:
Para o , podemos simplificar a equação para
, uma vez que na temperatura de referência que escolhemos .
Portanto, temos que
Substituindo tudo na nossa fórmula conseguimos achar a temperatura da carga.