Lista_de_Exercicios_Prova_1

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Simulação e Controle de Processos. 
Lista de exercícios 
 
A seguir são propostas algumas variações para os modelos matemáticos elaborados 
em sala de aula. As novas considerações propostas substituem algumas das 
considerações ou são um acréscimo às considerações feitas em sala. 
 
1. Refazer o modelo de um tanque de equalização (Exemplo 2) considerando 
sistema não isotérmico conforme ilustrado abaixo. 
 
 
2. Refazer o modelo de um tanque de equalização não isotérmico (Exemplo 3) 
considerando que o processo é adiabático, trata-se de um gás ideal (pressão não é 
baixa e constante) e Cp é dado por: Cp = a + bT. 
 
 
 
3. Refazer o modelo trocador de calor – caso 1 (Exemplo 5) considerando: (i) regime 
não estacionário (ii) velocidade varia na direção r (escoamento não é empistonado) 
(iii) pressão é baixa e constante. 
 
4. Refazer o modelo trocador de calor – caso 2 (Exemplo 6) considerando: (i) regime 
lamina (com transferência de calor somente por condução nas direções r e z) (ii) 
processo não adiabático. 
 
5. Refazer o modelo de um trocador casco-tubo (Exemplo 7), considerando (i) a 
existência de n tubos por onde percorre o fluido quente (ii) que o sistema é 
adiabático (iii) que a troca entre as correntes quente e fria ocorre por condução e 
convecção em z (iv) sistema opera em correntes no mesmo sentido. 
 
6. Refazer o modelo de um reator CSTR (Exemplo 8) considerando (i) a reação A + 
B → C (ii) reação em fase gasosa (pressão não é baixa e constante) (iii) tanque 
adiabático. 
 
7. Refazer o modelo de um reator tubular (Exemplo 9) considerando (i) escoamento 
laminar (convecção e condução em z) (ii) reação em fase líquida (iii) (i) a reação A + 
B → C + D. 
 
8. Refazer o modelo de uma coluna de adsorção (Exemplo 10), considerando (i) 
regime permanente e (ii) vazão baixa (ocorre apenas o efeito difusivo). 
 
9. Refazer o modelo de uma coluna de absorção (Exemplo 11), considerando (i) 
fluxo concorrente (em mesmo sentido), (ii) transferência de massa entre as fases por 
condução e convecção. 
 
10. Dependendo das hipóteses adotadas para elaboração de um modelo 
matemático, este pode ser muito complexo. Na Tabela 1 são apresentados 5 
modelos matemáticos, os quais podem ser utilizados para descrever um processo 
reacional em um reator tubular. Tomando como referência o modelo 1, liste as 
considerações que devem ser feitas para obtenção dos modelos 2, 3, 4 e 5. 
 
Modelo 1 
 
      i
iii
z R
r
c
rrD
rrrz
c
rD
z
c
rv 







 11
2
2
 
 
      irzp RH
r
T
rrk
rrz
T
rk
z
T
rvC 










 1
2
2 
Modelo 2 
 
  i
iii
z R
r
c
r
rr
D
z
c
D
z
c
rv 








2
2
 
 
  irzp RH
r
T
r
rr
k
z
T
k
z
T
rvC 











2
2 
Modelo 3 
 
i
iii
z R
r
c
r
rr
D
z
c
D
z
c
v 








2
2
 
 
irzp RH
r
T
r
rr
k
z
T
k
z
T
vC 











2
2 
Modelo 4 
 
i
ii
z R
z
c
D
z
c
v 


2
2
 
 
irzp RH
z
T
k
z
T
vC 





2
2 
Modelo 5 
 
i
i
z R
z
c
v 

 
 
irzp RH
z
T
vC 



