Balanco de massa e energia

INTRODUÇÃO

No Trabalho foi apresentado um problema, envolvendo uma mistura de dois gases, nitrogênio e hidrogênio por correntes de vazão molar desconhecidas, cada qual proveniente de um tanque. Para que o exercício 4.22, do livro "Elementary Principles of Chemical Processes", de Richard M. Felder e Ronald W. Rousseau fosse resolvido, foram necessários o conhecimento dos seguintes conceitos e definições:

Conversão de Unidades:

Mudança de variável para unidades diferentes.

Vazão:

Para processos contínuos, a vazão de uma corrente de processo é a taxa na qual um material é transportado em uma tubulação. Geralmente, utiliza-se um ponto acima do símbolo para denotar uma taxa.

Assim, a vazão mássica (ṁ) de uma corrente de processo é a massa (m) transportada através da linha por unidade de tempo (t).

ṁ= m/t

A vazão volumétrica (v) de uma corrente de processo é o volume (V) transportado através da linha por unidade de tempo.

v = V/t

A vazão molar (ṅ) de uma corrente de processo é o número de mols de uma mistura ou substância transportados através da linha por unidade de tempo.

ṅ= n/t

Fração Mássica e Molar:

A fração molar é a quantidade, em mols, de um composto específico numa mistura ou numa solução, dividido pelo número de mols total dessa mistura ou solução, sendo válida para sólidos, líquidos ou gases.

E a fração mássica é a divisão da massa de um composto específico pela massa total da mistura ou solução.

Fração molar de M (yM) = número de mols de M / número total de mols

Fração mássica de M (xM) = massa de M / massa total

Balanço de Massa:

Equação do Balanço de Massa utilizando o Princípio de Lavoisier, segundo o qual nada se cria ou se destrói.

Classificação dos Processos:

- Contínuo: entrada e saída constante de material.

- Batelada: introdução imediata de material no início do processo. São retirados após um período de tempo.