Disciplina: Engenharia Química
Banca: FUNDATEC
Orgão: Pref. Novo Hamburgo-RS
No desenvolvimento do fluxograma de processo (PFD) de uma nova planta petroquímica, um engenheiro químico automatizou uma planilha de balanço global de massa e energia para uma coluna de destilação em estado estacionário. A equação genérica implementada no software para consolidar a saída de dados do balanço térmico do referencial global da coluna foi escrita da seguinte forma:
\( E_{acumulado} = (\dot{m}_F * \widehat{H}_F) - (\dot{n}_D * M_D * \widehat{H}_D) - (\dot{m}_B * \widehat{H}_B) + \dot{Q} - \dot{W} \)
- taxa de acúmulo de energia no sistema [kW];
- vazões mássicas de alimentação e do fundo respectivamente [kg·h⁻¹];
- vazão molar do destilado [kmol·h⁻¹];
- massa molar média do destilado [kg·kmol⁻¹];
- entalpias específicas das correntes de alimentação, destilado e fundo [kJ·kg⁻¹];
- carga térmica trocada nos refervedores e condensadores [kJ·s⁻¹];
- potência mecânica útil consumida por bombas acessórias [W].
Considerando o Princípio da Homogeneidade Dimensional (Teorema de Fourier) e as premissas operacionais de uma destilação convencional de regime permanente, a equação acima apresenta uma inconsistência dimensional explícita entre os seus termos e uma incorreção conceitual do processo. Para corrigir o algoritmo e torná-lo dimensionalmente homogêneo e conceitualmente adequado ao regime permanente, o engenheiro deve, respectivamente: