5 Lista de BM

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<p>1) O acetileno (C2H2) é hidrogenado para formar etano (C2H6). A alimentação do reator contém 1,50 mol H2/mol C2H2.</p><p>a) Calcule a razão estequiométrica de reagente (moles H2 que reagem/mol C2H2 que reage).</p><p>b) Determine o reagente limitante e calcule a percentagem do reagente que está em excesso.</p><p>2) A amônia é queimada para formar ácido nítrico na seguinte reação:</p><p>a) Calcule a razão estequiométrica kmol O2 que reage/kmol NO formado.</p><p>b) Se a amônia alimenta um reator contínuo com uma vazão de 100,0 kmol NH3/h, que vazão de alimentação de</p><p>oxigênio (kmol/h) corresponderia a 40,0% de excesso de O2?</p><p>c) Se 50,0 kg de amônia e 100,0 kg de oxigênio alimentam um reator em batelada, determine o reagente limitante,</p><p>a percentagem de excesso do outro reagente, a extensão da reação (mol) e a massa de NO produzido (kg),</p><p>admitindo que a reação é completa.</p><p>3) No processo de fabricação de cloro, HCl e O2 reagem para formar Cl2 e H2O. Alimenta-se o ar (79% molar N2, 21%</p><p>O2) o suficiente para fornecer 35% de excesso de oxigênio, e a conversão de HCl é 85%. Calcule as frações molares dos</p><p>componentes na corrente de produto.</p><p>4) Vapor de água a 260°C e 7,00 bar (absoluto) é expandido através de um bocal até 200°C e 4,00 bar. A perda de calor</p><p>para as vizinhanças pode ser desprezada. A velocidade de aproximação do vapor pode também ser desprezada. A entalpia</p><p>específica do vapor é 2974 kJ/kg a 260°C e 7 bar e 2860 kJ/kg a 200°C e 4 bar. Use o balanço de energia para sistemas</p><p>abertos para calcular a velocidade de saída do vapor</p><p>5) Vapor saturado a 100°C é aquecido até 400°C. Use as tabelas de vapor para determinar:</p><p>a) a entrada de calor necessária (J/s) se uma corrente contínua fluindo a 100 kg/s é submetida a este processo a</p><p>pressão constante;</p><p>b) a entrada de calor necessária (J) se 100 kg são submetidos ao processo em um recipiente de volume constante.</p><p>6) Um óleo combustível é queimado com ar em uma caldeira. A combustão produz 813 kW de energia térmica, 65% da</p><p>qual é transferida como calor aos tubos da caldeira que passam através da fornalha. Os produtos de combustão passam da</p><p>fornalha para uma chaminé a 650°C. A água entra na caldeira como líquido a 20°C e sai como vapor saturado a 20 bar</p><p>(absoluto).</p><p>a) Calcule a taxa (kg/h) de produção de vapor;</p><p>b) Use as tabelas de vapor para estimar a vazão volumétrica do vapor produzido.</p><p>7) Água líquida alimenta uma caldeira a 24°C e 10 bar, sendo convertida em vapor saturado a pressão constante. Use as</p><p>tabelas de vapor para calcular Δh (kJ/kg) para este processo e calcule então o calor necessário para produzir 15.000 m3/h</p><p>de vapor nas condições da saída. Admita que a energia cinética do líquido é desprezível e que o vapor é descarregado</p><p>através de uma tubulação de 15 cm de diâmetro interno.</p><p>8) Vapor superaquecido a 40 bar (absoluto) e 500°C flui com uma vazão mássica de 250 kg/min através de uma turbina</p><p>adiabática, onde se expande até 5 bar. A turbina desenvolve 1500 kW. Da turbina, o vapor flui para um aquecedor, onde</p><p>é reaquecido de forma isobárica até a sua temperatura inicial. Despreze mudanças na energia cinética.</p><p>a) Escreva um balanço de energia na turbina, e use-o para determinar a temperatura da corrente de saída;</p><p>b) Escreva um balanço de energia no aquecedor, e use-o para determinar o calor necessário (kW) no vapor;</p><p>c) Verifique se o balanço de energia global para o processo de duas unidades é satisfeito;</p><p>d) Suponha que as tubulações de entrada e de saída da turbina têm diâmetro de 0,5 m. Mostre que é razoável</p><p>desprezar as mudanças na energia cinética para esta unidade.</p><p>Gabarito</p><p>1) 2; H2 é o reagente limitante e 33,3% de excesso de C2H2</p><p>2) 1,25; 175 kmols de O2; 17,6% de excesso de NH3</p><p>3) YHCl=6,2%; YO2=5,2%; YCl2=17,7%; YH2O=17,7% YN2=53%</p><p>4) 477,5 m/s</p><p>5) 6,02.107 J/s; 4,61.107 J</p><p>6) 701,1 kg/h; 69,7 m3/h</p><p>7) 5,8.104 KW</p><p>8) 310 ºC; 1662,5 KW</p><p>5ª LISTA DE BALANÇO DE MASSA</p><p>Professora: Luila Abib Saidler Data:</p><p>Aluno:</p>