P2 - BME - 2011.1

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Balanço de massa e energia
2ª Prova
1o/2011
	
Prof. Romilda
Nome: _______________________________________________________________________
(3,0) 1 – Um processo onde 4500 kg/h de uma solução que é 1/3 K2CrO4 em massa se junta com uma corrente de reciclo contendo 36,4% K2CrO4 e a corrente combinada alimenta um evaporador. A corrente concentrada que deixa o evaporador contém 49,4% K2CrO4; esta corrente entra em um cristalizador, no qual é resfriada (causando a precipitação dos cristais sólidos de K2CrO4) e logo filtrada. A torta de filtro consiste em cristais de K2CrO4 e uma solução que contém 36,4% K2CrO4 em massa; os cristais constituem 95% da massa total da torta de filtro. A solução que passa através do filtro, também contendo 36,4% K2CrO4, é a corrente de reciclo.
a) Desenhe e rotule o fluxograma do processo;
b) Faça a análise dos graus de liberdade para os diferentes volumes de controle;
c) Calcule a taxa de evaporação, a taxa de produção de K2CrO4 cristalino, as taxas de alimentação para as quais o evaporador e o cristalizador devem ser projetados e 
d) a razão de reciclo (massa de reciclo/massa de alimentação virgem).
(3,5) 2 – – O metano queima nas seguintes condições:
CH4 + 2 O2 ( CO2 + 2 H2O
CH4 + 3/2 O2 ( CO + 2 H2O
Sabendo que 100 mols/h de metano são fornecidos ao reator:
a) Desenhe e rotule o fluxograma;
b) Qual é a vazão teórica de O2 admitindo que 70% do metano reagem para formar CO?
c) Qual é a vazão teórica de ar?
d) Se 100% de excesso de ar são fornecidos, qual é a vazão real de ar entrando no reator?
e) Se a vazão real de ar é tal que 300 mols/h de O2 entram no reator, qual é a porcentagem de ar em excesso?
(3,5) 3 – Considerando a instalação motora a vapor simples mostrada na figura abaixo e os dados que se referem a essa instalação.
	
	
P = 2,0 MPa e T = 300(C
P = 1,9 MPa e T = 290(C
P = 15 kPa e x = 90%
P = 5 MPa e T = 45(C
We = 4 kJ/kg
Faça as considerações necessárias e determine as seguintes quantidades, por kg de fluido que escoa através da unidade:
Calor transferido na linha de vapor entre o gerador de vapor e a turbina;
Trabalho da turbina;
Calor transferido no condensador;
Calor transferido no gerador de vapor.
Sabe-se que: H = Hl + x*Hlv
Dados de vapor de água
	T (oC)
	P (MPa)
	Entalpia especifica (kJ/kg)
	300
	2,00
	H=3023,5
	290
	1,90
	H=3002,5
	-
	0,015
	Hl=226,0
Hlv=2373,4
	45
	5,00
	H=192,8
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