Exercícios de Condições de Contorno - Lista de Exercícios Resolvida

O fluxograma do processo de recuperação de um produto farmacêutico é apresentado na Figura. Trata-se de um processo com múltiplas unidades, com reciclo e sem reação química no estado estacionário.

Denominado o produto farmacêutico como F e a água como A, calcule os valores das variáveis indicadas na Tabela que segue.

Calcular os dados de equilíbrio sob a forma versus para o sistema m-xileno / o-xileno à pressão total de ( e são as frações molares de m-xileno na fase líquida e na fase vapor respectivamente). São dadas as pressões de vapor dos componentes em atm na tabela a seguir:

Dez metros cúbicos de uma solução de cloreto de sódio são misturados com de uma solução de sulfato de amônio . Supondo constantes e iguais as massas específicas das duas soluções e da solução resultante, obtenha as concentrações em dos íons cloreto () e amônio () na solução resultante.

Gás hélio está armazenado a em um vaso esférico feito com sílica fundida (), que tem um diâmetro de e uma espessura de parede de . Se o vaso é carregado até uma pressão inicial de , qual é a taxa na qual essa pressão diminui com o tempo?

Dados para Hélio-Sílica fundida a : e .

No processo de fabricação de etanol, o mosto de fermentação é preparado a partir da diluição de melaço (mel final) com água ou com caldo de cana. As massas específicas e as concentrações em grau Brix desses fluidos são apresentadas na tabela a seguir. Grau Brix representa a porcentagem em massa de sólidos solúveis contida em soluções aquosas de açúcares ou fração mássica (). É uma medida indireta do teor de açúcares em soluções, uma vez que a maioria dos sólidos solúveis nesses fluidos são açúcares.

Supondo que a vazão de mosto que alimenta uma dorna de fermentação seja de e que o mesmo deva ter uma concentração de . Calcular as vazões de melaço e de água e de melaço e de caldo de cana, dependo do tipo da diluição (com água ou caldo) e as respectivas massas específicas dos mostos , supondo que a massa específica da mistura seja dada por:

O fluxograma do processo de diluição com água ou caldo de cana (corrente 2) é ilustrado na Figura:

No processo Haber-Bosch de produção de amônia, o hidrogênio ( ) proveniente de gás natural e o nitrogênio () proveniente do ar reagem em condições elevadas de pressão e temperatura ( e ), de acordo com a seguinte equação:

Os reagentes são alimentados no processo na razão molar de , e a conversão global em relação ao hidrogênio () é de . Considerando que a unidade de separação recicla dos reagentes não convertidos no reator, calcule a conversão no reator e a taxa de reciclo numa planta que produz por dia.

Pode-se notar que se trata de um processo contínuo com reciclo e com reação no estado estacionário. O fluxograma da Figura ilustra o processo em questão.

Uma das etapas do processo de produção de açúcar é a clarificação do caldo com a queima de enxofre produzindo que em contato com a água presente no caldo, gera e abaixa o pH do caldo, precipitando e flotando impurezas presentes no caldo de cana. Trata-se de um processo contínuo com reação no estado estacionário. A reação global é dada por:

Considere o fluxograma de sulfitação da Figura:

Se uma unidade de sulfitação processar de caldo de cana reduzindo o pH do caldo de para ; calcule as vazões de alimentação requeridas de enxofre (em ) e de ar (em a e ), supondo que o mesmo esteja em excesso de .

O bagaço de cana, que representa da cana-de-açúcar em massa, apresenta a seguinte composição mássica típica: de água, de carbono, de oxigênio e de hidrogênio. Supondo que da combustão do bagaço seja parcial ou incompleta e considerando que do bagaço produzido seja queimado na caldeira para geração de vapor numa usina, calcular por tonelada de cana moída:

1. as quantidades de e de produzidas.
2. a quantidade alimentada de ar supondo um excesso de .