SUB - BME - 2011.2

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Balanço de massa e energia
Prova - Substitutiva
2o/2011
	
Prof.ª Romilda
Nome: _______________________________________________________________________
(3,5) 1 – Ar úmido contendo 4,00% molar de vapor de água deve ser resfriado e desumidificado até um teor de água de 1,70% molar de água. Uma corrente de ar úmido é combinada com uma corrente de reciclo de previamente desumidificado e passada através do resfriador. A corrente combinada que entra na unidade contém 2,30% molar de H2O. No condicionador de ar, parte da água na corrente de alimentação é condensada e removida como líquido. Uma fração do ar desumidificado que sai do resfriador é reciclado e o restante é usado para resfriar um cômodo.
a) Desenhe e rotule o fluxograma;
b) Faça a análise dos graus de liberdade para os diferentes volumes de controle;
c) Calcule os mols de ar úmido; 
d) Calcule os mols de água condensada;
e) Calcule os mols de ar desumidificado reciclados.
(3,0) 2 – O metanol pode ser produzido reação de dióxido de carbono e hidrogênio:
CO2 + 3H2 ( CH3OH + H2O
A alimentação virgem do processo contém H2, CO2 e 0,400% molar de inertes (I). O efluente do reator passa a um condensador, que retira essencialmente todo o metanol e a água formados e nenhum dos reagentes ou inertes. Estas substâncias são recicladas para o reator. A alimentação do reator (não a alimentação virgem do processo) contém 28,0% molar de CO2, 70,0% molar H2 e 2,00% molar de inertes. A conversão no reator é de 60,0%.
(a) Desenhe e rotule o fluxograma do processo (reator + condensador); 
(b) Faça a análise dos graus de liberdade para os diferentes volumes de controle; 
(c) Calcule as variáveis desconhecidas; 
(d) Calcule a razão (mols reciclados/mols de alimentação virgem).
(3,5) 3 – Uma corrente de gás contendo 60% de etano e 40% de n-butano em massa é para ser aquecida de 150 para 250K a uma pressão de 5 bar. Montar o fluxograma, apresentar as equações de balanços de energia, fazer as considerações necessárias e calcular o calor fornecido requerido por kg de mistura. As entalpias a 150K e 250K e 5 bar do etano e n-butano são apresentados no Perry Chemical Engineering Handbook. Os valores apresentados são os seguintes: 
Etano (150K, 5 bar) = 314,3 kJ/kg 
Etano (250K, 5 bar) = 973,3 kJ/kg 
n-butano (150K, 5 bar) = 30,0 kJ/kg 
n-butano (250K, 5 bar) = 237 kJ/kg
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