Operações unitárias
APRESENTAÇÃO APRESENTAÇÃO 12 sa a e re er nc a para au as
Prof. Thiago Faggion de Pádua
[email protected] Departamento de engenharia química DEQ - UFSCa FSCar r
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Figura reproduzida de Geankoplis – Transport processes and separation process principles, 2003. 2
Como encontrar graficamente as concentrações de interface?
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• Relação de xi c/ yi é dada pelo equilíbrio vide lei de Henry graficamente abaixo • Suponha que tenhamos as composições bulk (xb,yb) do gráfico • Suponha que tivéssemos as composições (xi,yi) da interface gás-líquido (vide gráfico) • A distância vertical colocada na figura é (yb-yi) • A distância horizontal colocada na figura é (xi-xb) • Assim, o segmento de reta indicado vem da reta com coeficiente angular:
yi
−
xi
−
yb xb
= −
yb xi
−
−
yi
xb
Mas (yb - yi) é a força motriz do transporte no filme gasoso, enquanto (xi-xb) é a motriz no filme líquido
• Do transporte de massa: A
=
k y ( yb '
−
yi )
=
k x ( xi '
−
xb )
( yb ( xi
−
−
yi )
xb )
=
k ' x k ' y
coef ang .
= −
(yb-yi)
(xi-xb)
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• Assim, para encontrar o ponto (xi,yi) traçamos uma reta de coeficiente angular − k ' x / k ' y do ponto de composição bulk (y,x) até a cura de equilíbrio, o ponto comum corresponde às composições desejadas (de interface)
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Slides de apoio para explicação da solução do Exemplo
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(Exemplo adaptado de Geankoplis CJ, 2003) Acetona deve ser absorvida por água em uma coluna de recheio que possui área de corte transversal de 0,186m 2 a 293K e 101,32kPa (1 atm). A corrente de entrada de gás é composta por ar e 2,6% em mol de acetona. Desejam-se obter o gás na saída com 0,5% em mol de acetona. A corrente de gás é composta de 13,65 kg mol/h de ar (inerte). A corrente de água entra pura com vazão de 45,36 kg mol/h. O coeficiente de transporte de massa (volumétrico) para o filme gasoso é de 3,78 x 10 -2 kg mol/s/m3 e do filme líquido corresponde à 6,16 x 10 -2 kg mol/s/m3 . O equilíbrio em composições para temperatura e pressão mencionadas respeita a equação y=1,186 x.
(a) Qual a altura da coluna projetada com o coeficiente global de transporte de massa escrito para o gás? (b) Qual altura da coluna projetada com o coeficiente de transporte de massa para o filme gasoso?
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Exemplo ncon ran o as concen raç es a interface gás-líquido para o topo e o fundo da coluna
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Curva de equilíbrio para lei de Henry (composição diluída no líquido) – sistema acetona-água
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Pontos de composição bulk para topo e fundo (composições dos “terminais da coluna))
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Traçando os segmentos de reta entre as composições bulk e equilíbrio, com coeficientes angulares de − k ' x a / k ' y a
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FIM DA APRESENTAÇÃO
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