Lista20UII2013

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2° Lista de exercícios de OUII – 06/2013
1) 1000 kg/h de uma mistura 50% em peso de etano e octano são submetidos a uma destilação flash à 200 psia e 100°F. Calcular a composição (em termos de fração mássica) e a vazão mássica de cada fase formada. Dados: K(etano) = 4,25 e K(octano) = 0,008. 
R: líquido 532 kg/h ( etano 7,44% e octano 92,56%), vapor 468 kg/h (etano 98,13% e octano 1,87%)
2) Uma mistura de benzeno (60% em mol) e tolueno são submetidos a uma destilação flash a 820 mmHg e 95°C. Determine a fração L/F e a composição de cada fase formada.
R: L/F=49%, líquido (xB = 0,493), vapor(yB = 0,703)
3) Uma mistura de propano (Z = 0,15), isopentano (Z = 0,25), pentano (Z = 0,40) e hexano sofre uma destilação flash a 150°F e 44,7 psia. Determine a fração L/F e a composição de cada fase formada.
R: L/F = 0,64, líquido ( propano 0,054, isopentano 0,25, pentano 0,43 e hexano 0,266)
4) Para um sistema de 3 componentes (etano 40% molar, propano 30% molar e butano) a 20,4 atm, determinar os pontos de bolha e orvalho. Para o ponto de bolha sabe-se que Σ ZiKi>1 estamos acima do ponto de bolha e se Σ ZiKi<1 estamos abaixo do ponto de bolha (provar). Para o ponto de orvalho sabe-se que Σ Zi/Ki<1 estamos acima do ponto de orvalho e Σ Zi/Ki>1 estamos abaixo do ponto de orvalho (provar).
R: Tb ~ 30°C e To ~ 68°C
5) mostre que para a destilação diferencial de uma mistura ideal vale a relação NA/NA0= (NB/NB0). Utilize as “leis” de Dalton e Raoult.
6) Calcular a potência requerida por um agitador do tipo hélice de 3 pás, com passo = 2D, de 40 cm de diâmetro, que gira a 300 rpm em uma solução de viscosidade 0,015 kg/ms e densidade relativa 1,4. O tanque possui 5 chicanas, 1,2 m de diâmetro e profundidade de líquido 1,52 m. Qual a potência se não houvessem chicanas? 
R: P = 164,4 kgf.m/s
7) Deseja-se separar uma mistura com metanol (60% molar) e etanol em uma coluna de modo a obter um produto de topo com 95% de metanol e um produto de fundo com 90% de etanol. A alimentação (2000 mols/h) da coluna é constituída de 50% de líquido. A razão de refluxo é 3,75. Calcular:
a) os valores de D e B em kg/h
b) os valores de em kmols/h
c) o número de estágios ideais de equilíbrio pelo método de McCabe-Thiele (procurar ou montar um diagrama de equilíbrio metanol x etanol).
d) o estágio de alimentação
R: a) D = 38,47, B = 823,53; b) 4588,23, 5588,23, 5411,76 e 4411,76; c) 16; d) 9