Em um reator utiliza-se nitrogênio (N2) para fazer o aquecimento de um minério de Fe contendo 5% de SiO2. O minério entra no reator a 25°C e sai a ...

Para determinar as perdas térmicas, é necessário calcular a quantidade de calor que entra e sai do sistema. Podemos utilizar a equação da conservação de energia para isso: Q_entrada - Q_saída = Q_perdas Onde: Q_entrada = calor fornecido pelo N2 Q_saída = calor absorvido pelo minério Q_perdas = perdas térmicas Para calcular Q_entrada, podemos utilizar a equação: Q_entrada = m * Cp * (T_saída - T_entrada) Onde: m = massa de N2 consumida por tonelada de minério = 700 Nm3/ton Cp = calor específico do N2 a pressão constante = 1,04 kJ/kg.K T_entrada = temperatura de entrada do N2 = 827°C = 1100 K T_saída = temperatura de saída do N2 = 127°C = 400 K Substituindo os valores, temos: Q_entrada = 700 * 1,04 * (400 - 1100) = -291.200 kJ/ton O sinal negativo indica que o N2 está fornecendo calor para o sistema. Para calcular Q_saída, podemos utilizar a equação: Q_saída = m * Cp * (T_saída - T_entrada) + Q_reação Onde: Q_reação = calor liberado pela reação de aquecimento do minério Para simplificar, vamos considerar que a reação é exotérmica e libera 1000 kJ/ton. Substituindo os valores, temos: Q_saída = (1 + 0,05) * 1000 + 700 * 0,9 * (627 - 25) = 71.365 kJ/ton Onde: 1 + 0,05 = 1,05 é o fator de correção para a massa do minério com SiO2 0,9 é o calor específico médio do minério Agora podemos calcular as perdas térmicas: Q_perdas = Q_entrada - Q_saída = -291.200 - 71.365 = -362.565 kJ/ton O sinal negativo indica que há perdas térmicas no sistema. Portanto, as perdas térmicas são de 362.565 kJ/ton.