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:
As variáveis, os parâmetros e suas respectivas unidades de medida configuradas no sistema de controle da planta são:
• EacumuladoE_{acumulado}: taxa de acúmulo de energia no sistema [kW];
• m˙F\dot{m}_F, m˙B\dot{m}_B: vazões mássicas de alimentação e do fundo respectivamente [kg·h⁻¹];
• n˙D\dot{n}_D: vazão molar do destilado [kmol·h⁻¹];
• MDM_D: massa molar média do destilado [kg·kmol⁻¹];
• H^F\hat{H}_F, H^D\hat{H}_D, H^B\hat{H}_B: entalpias específicas das correntes de alimentação, destilado e fundo [kJ·kg⁻¹];
• Q˙\dot{Q}: carga térmica trocada nos refervedores e condensadores [kJ·s⁻¹];
• W˙\dot{W}: 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:

Question

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:
As variáveis, os parâmetros e suas respectivas unidades de medida configuradas no sistema de controle da planta são:
• EacumuladoE_{acumulado}: taxa de acúmulo de energia no sistema [kW];
• m˙F\dot{m}_F, m˙B\dot{m}_B: vazões mássicas de alimentação e do fundo respectivamente [kg·h⁻¹];
• n˙D\dot{n}_D: vazão molar do destilado [kmol·h⁻¹];
• MDM_D: massa molar média do destilado [kg·kmol⁻¹];
• H^F\hat{H}_F, H^D\hat{H}_D, H^B\hat{H}_B: entalpias específicas das correntes de alimentação, destilado e fundo [kJ·kg⁻¹];
• Q˙\dot{Q}: carga térmica trocada nos refervedores e condensadores [kJ·s⁻¹];
• W˙\dot{W}: 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: Alternativa A: Multiplicar o termo W˙\dot{W} por 1000, e definir Eacumulado=0E_{acumulado}=0. Ou Alternativa B: Dividir o termo W˙\dot{W} por 1000, e definir Eacumulado=0E_{acumulado}=0. Ou Alternativa C: Dividir o termo n˙D\dot{n}_D pela massa molar MDM_D, e manter o EacumuladoE_{acumulado} livre. Ou Alternativa D: Dividir os termos da entalpia (H^)(\hat{H}) pelo tempo em horas, e manter o EacumuladoE_{acumulado} livre.

Fundação Universidade-Empresa de Tecnologia e Ciências · Accepted Answer

Alternativa [B] Dividir o termo W˙\dot{W} por 1000, e definir Eacumulado=0E_{acumulado}=0.

No desenvolvimento do fluxograma de processo (PFD) de uma no...

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