provaG3 gaba

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L
Universidade Luterana do Brasil
ULBRA – Campus Canoas
Pró-Reitoria de Graduação
	Tipo de atividade: Prova ( x )
 Exercício ( )
 Trabalho ( )
Avaliação para: G1 ( ) G2 ( )
Substituição de Grau: G1 ( ) G2 ( )
	Curso: Eng. Química
	Disciplina: Operações Unitárias B
	Data: 06.07.2015
	Turma: 
	Professor: Adriano G. Fisch 
	Nota: 
	Acadêmico(a): 				 	 n°: 
	
1) Instruções para prova: 
1.1) Leia atentamente as questões antes de respondê-las;
1.2) Interprete devidamente as questões, visto ser esta uma das habilidades exigidas na avaliação;
1.3) Construa respostas estruturalmente completas e use língua portuguesa padrão;
1.4) Use caneta azul ou preta e não rasure as questões objetivas e/ou discursivas.
2) Composição dos instrumentos de avaliação e valor:
2.1) Esta avaliação susbtitui G1 ou G2;
2.2) A nota desta avaliação é sobre peso 10;
2.2) O peso específico de cada questão é dado conforme a Tabela 1, juntamente com o valor atingido pelo acadêmico:
Tabela 1: Peso das questões e respectiva avaliação.
	Questão
	Peso
	Avaliação do acadêmico
	4.1
	2/10
	
	4.2
	2/10
	
	4.3
	2/10
	
	4.4
	2/10
	
	4.5
	2/10
	
	
	Nota: 
	
Critérios de avaliação: 
3.1) Nesta avaliação serão considerados para a composição da nota do acadêmico: (a) a adequação e a aplicação de metodologia para a obtenção da solução do problema proposto e (b) o valor absoluto da resposta encontrada;
3.2) Em algumas questões serão considerados cálculos intermediários necessários para a obtenção da solução do problema dentro da metodologia aplicada; 
3.3) Não serão consideradas como “respostas corretas” respostas sem a respectiva sequência de cálculo e/ou justificativa pertinente ao método empregado.
Questões desta avaliação: 
4.1) Calcular o valor da característica térmica da alimentação (q) para a corrente de alimentação hipotética que apresenta as seguintes especificações (Tabela 2).
Tabela 2: Dados de correntes de alimentação.
	
	
	Corrente B
	xA
	Fração molar do componente A na alimentação (sistema binário)
	0,42
	TF
	Temperatura da alimentação
	143 °C
	A
	Calor latente do componente A da alimentação
	3603 kcal/kmol
	B
	Calor latente do componente B da alimentação
	8456 kcal/kmol
	CpA
	Capacidade calorífica do componente A da alimentação
	18,4 kcal/(kmol.°C)
	CpB
	Capacidade calorífica do componente B da alimentação
	77,5 kcal/(kmol.°C)
	Teb
	Temperatura de ebulição da alimentação no prato
	85 °C
q= - Cpmedio*(TF - Teb)/medio= - 0.4761
4.2) Com o auxílio da Figura 1, defina refluxo mínimo, máximo e ótimo em torres de destilação fracionárias.
Figura 1: Gráfico relacionando razão de refluxo (R) e número de pratos teóricos (N).
Refluxo mínimo: é a menor quantidade de líquido que desce a torre para contatar com o vapor ascendente, tendo em vista uma dada separação requerida. Quando refluxo é mínimo o número de pratos teóricos (de equilíbrio) é infinito para a dada separação. A exigência de carga térmica para o refervedor também é mínima.
Refluxo máximo: é o maior refluxo permitido para a torre, isto é, todo o vapor que chega ao topo retorna como líquido de refluxo. Quando a torre opera em refluxo máximo, o número de pratos para o serviço é mínimo. A exigência de carga térmica do refervedor é alta uma vez que necessita vaporizar uma carga de líquido elevada. 
Refluxo ótimo: o valor ótimo para o refluxo é aquele que minimiza os custos de operação (carga térmica de refervedor) e de investimento (número de pratos ou altura da torre). Em geral, o valor de razão ótima de refluxo é 1,2 a 1,5 vezes o valor da razão mínima de refluxo.
4.3) Uma mistura de 320 kg/h de B e C, inicialmente com 40 %massa de B, é submetida a um processo de extração em um único estágio. O processo usa 3 vezes a quantidade mínima de solvente A puro. Calcular: (a) quanto foi recuperado de B (%massa) e (b) a composição do refinado e do extrato. Use o diagrama ternário da Figura 2.
Figura 2: Diagrama ternário para questão 4.3.
a) Recuperação= 0,1566 ou 15,7 %w
b) 
	
	E
	R
	A
	0,723
	0,052
	B
	0,225
	0,35
	C
	0,052
	0,598
4.4) Para recuperar benzeno contido em uma mistura benzeno-ar (com 4 %molar de benzeno) é utilizado um processo de absorção com o solvente puro. A mistura gasosa entra na torre com vazão de 1540 m3/h. A torre opera a 40 °C e 2 atm. Considere a mistura gasosa como um gás ideal. A curva de equilíbrio é dada na Figura 3. Calcular: (a) a quantidade mínima de solvente para recuperar 80 % do benzeno na corrente de ar e (b) o número de estágios de equilíbrio se for usada uma vazão de hidrocarboneto 37 % superior a quantidade mínima.
Figura 3: Diagrama de equilíbrio para questão 4.4.
a) L’min= 9,5 kmol/h
b) N= 6 estágios.
4.5) Deseja-se eliminar de uma corrente de líquido um componente volátil. Para tanto será empregado uma torre de esgotamento com uma corrente de ar sintético no sistema com vazão de 988 kg/h. A corrente de líquido a ser tratada é de 1540 kg/h com resíduo de 8 %w de componente volátil. O teor final de resíduo na corrente de líquido deve ser de 0,4 %w. O equilíbrio do monômero nas fases envolvidas e nas condições do processo segue a lei de Henry como y’=  1,5x’ (a curva de equilíbrio é dada na Figura 4). Quantos estágios de equilíbrio teórico são necessários?
Figura 4: Diagrama de equilíbrio para questão 4.5.
N= 13 estágios