Balanço de massa

Universidade ZambezeFaculdade de Engenharia Ambiental e dos Recursos Naturais

1° GrupoDISCENTES:

Adão Samuel Rendição;

Charles Eduardo Jamal; DOCENTE:

Elias António Titosse; Msc. Ângelo Damião

Delfos João de Deus;

Leonor Hachiro Amisse TURMA: 2° EARN.

Luís Joaquim Carlos

BALANÇO MACIÇO EM PROCESSOS DE MÚLTIPLAS

UNIDADES:Reciclos e Desvios

1. IntroduçãoO presente trabalho aborda sobre balanços maciços em sistemas de múltiplas unidades. O balanço de massa é um inventário de um determinado material em relação à um sistema definido. Esta é uma operação que é feita sobre a restrição do princípio de conservação de energia de Lavoisier.

Os balanços de massas podem ser em sistemas com apenas uma unidade de processamento/produção ou em sistemas com múltiplas unidades.

Contudo iremos abordar com mais profundidade estes pontos e outros relacionados ao tema de acordo com os objectivos específicos.

2. Balanço MaciçoÉ uma técnica na qual relaciona as quantidades de matérias envolvidas em um dado processo, onde o engenheiro realiza um [sic] contabilidade das massas totais e de cada componente, tendo em mente o princípio da conservação da massa”, (JUSTI, 2012).Balanço Geral:

Balanço individual:

2.1. Tipos de Balanço de MassaBalanço SimplesProcedimentos para o calculo:• Desenhar um fluxograma e indicar todos os valores das variáveis

conhecidas; • Escolher a base de cálculo, uma quantidade ou vazão de uma das

correntes• Indicar no fluxograma, através de letras e índices, as variáveis

desconhecidas;• Converter os valores de volumes e vazões volumétricas em

quantidades mássicas ou molares, usando dados tabelados de densidade ou da lei dos gases.

• Se houver uma mistura de unidades mássicas e molares, é conveniente adotar-se uma ou outra para realização dos cálculos transformando-as se necessário (de fração mássica em molar e vice-versa);

• Escrever as equações de balanço material, identificando o tipo de processo em questão (contínuo, batelada, transiente, permanente, com ou sem reação química). Lembre-se que o número de equações tem que ser iguais ao número de variáveis desconhecidas, caso contrário, há algo errado.

Balanço com Múltiplas UnidadesProcedimentos para o cálculo:• Desenhar um fluxograma e indicar todos os

valores das variáveis conhecidas; • Fazer o balanço no VC do processo como

um todo, de modo a visualizar as variáveis desconhecidas;• Escrever os balanços de massa nos vários

volumes de controles (VC) e obter as equações suficientes (graus de liberdade);• É importante ter claro que para obter os

valores das variáveis desconhecidas deve-se escolher os VCs que envolvam essas variáveis.

2.1.1. Balanço com Múltiplas Unidades

É um processo em que existem mais de uma unidade de processamento/produção. Exemplo:

Fig 1: fluxograma de sistema com múltiplas unidades, processo contendo 2 unidades e 5 VC. Fonte: Gabriel Henriques Justi,

Balanço de Massa, pg 9. 2012.

Quando se tem mais que uma unidade compondo um determinado processo, é fundamental definir-se as fronteiras dentro das quais se está se realizando o balanço. O espaço delimitado por essas fronteiras é usualmente denominado de volume de controle (VC) ou sistema (e sub-sistema), (MARTIN).

2.2. Correntes Especiais em um Processo

2.2.1. Corrente de RecicloConforme Felder (2005), a corrente de reciclo é uma corrente que retorna parte ou a totalidade da massa de um ponto avançado do processo para um outro em uma posição pela qual esta massa já tenha passado.Justi (2012) enfaseia que, a corrente de reciclo nasce em um ponto de divisão que não necessariamente é um divisor de corrente. Exemplo:



2.2. Correntes Especiais em um Processo

2.2.2. Corrente de Bypass (desvio)Conforme Justi (2012), trata-se de uma operação na qual se desvia parte da alimentação de uma unidade, sendo que esta corrente de desvio, denominada corrente de by-pass, se une a outra corrente mais à frente do processo.As correntes de bypass, via de regra, são originadas em um divisor de correntes e terminam em um misturador. Exemplo:



Resolução de ExercíciosBalanços com múltiplas unidades

ExemploConsidere o fluxograma que segue de um processo contínuo de separação em estado estacionário envolvendo dois componentes (A e B). Obtenha os valores das vazões e das composições das correntes desconhecidas.

Resolução…1º Passo: enumerar as corrente e traçar os volumes de controle.

Continuação…Balanço geral no VC 1:

Balanço específico:Componente `À´´

Componente ``B´´

continuação…Realizando balanço global no VC 2 (unidade A):

• Componente `À´´

• Componente ``B´´

Continuão…• Realizando Balanço global no VC4:

• Componente `À´´

• Componente ``B´´

Contunuação…Resumo das soluções encontradas:

Engineering

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