Apresentação - Rafael
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Calor de Vaporização
Calor de Vaporização de Hidrocarbonetos Puros
Calor de Vaporização de Misturas de Hidrocarbonetos
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A expressão, abaixo, pode ser utilizada para calcular o calor de vaporização de hidrocarbonetos puros, à pressão de saturação, para temperaturas entre o ponto de bolha normal e Tr=0,9:
Onde:
Hvap = calor de vaporização na Tr, em Btu/lb;
Tr = temperatura reduzida;
A,B,C = coeficientes tabelados.
Calor de Vaporização de Hidrocarbonetos Puros
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COMENTÁRIOS SOBRE O PROCEDIMENTO
Limitações:
Este procedimento deve ser utilizado apenas na faixa de temperatura especificado.
Confiabilidade:
O erro estimado do método é de até 3%. Erros maiores podem ser encontrados se a equação for utilizada fora da faixa de temperatura especificada.
Calor de Vaporização de Hidrocarbonetos Puros
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Uma outra forma de estimar o calor de vaporização de hidrocarbonetos puros é a utilização das seguintes figuras:
Calor de Vaporização de Hidrocarbonetos Puros
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Neste método os valores de calor de vaporização são lidos diretamente através das figuras.
Estima-se que as curvas acima possam apresentar erros de até 3%.
Calor de Vaporização de Hidrocarbonetos Puros
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Para os hidrocarbonetos que não estão comtemplados nas correlações anteriores, foi elaborado a seguinte correlação:
Onde:λ= Calor de vaporização, em Btu/lb;
Tc = temperatura crítica, °R
M = massa molecular, em lb/lbmol
R = constante universal dos gases = 1,986 Btu/(lbmol*°R)
= Calor de vaporização adimensional.
Esta equação deve ser utilizada juntamente com a figura, abaixo, na qual o valor do calor de vaporização pode ser lido. Com este valor encontra-se o valor dimensionalizado.
Calor de Vaporização de Hidrocarbonetos Puros
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Exemplo: Calcule o calor de vaporização do 3,3-dimetilpentano no ponto de bolha normal, 186,91 °F.
• Tc = 505,85°F
• = 0,2672
• M = 114,2
Usando a figura temos 7C1.15, encontramos:
Portanto:
λ = 126,3 Btu/lb
Calor de Vaporização de Hidrocarbonetos Puros
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Limitações:
Em geral, este procedimento não é preciso para substâncias polares. O método também perde precisão próximo a região crítica.
Confiabilidade:
Erros entre calores de vaporização calculados, com este procedimento, e experimentais são geralmente menores que 2% para uma grande variedade de hidrocarbonetos. Acima da temperatura reduzida de 0,97, erros podem aumentar para 10% ou mais.
Observação:
A figura 7C1.15 não se extende abaixo da temperatura reduzida de 0,4. Nesta região use a seguinte expressão:
Onde:λb= calor de vaporização na Tb, em Btu/lbTb= temperatura do ponto de bolha, em °R
Calor de Vaporização de Hidrocarbonetos Puros
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Calor de Vaporização
Calor de Vaporização de Hidrocarbonetos Puros Calor de Vaporização de Misturas de
Hidrocarbonetos
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Na vaporização de misturas, três diferentes efeitos do calor latente podem ser de interesse, os quais são integral isobárico, integral isotérmico e calor diferencial de vaporização.
O procedimento seguinte é para ser utilizado para estimar estes calores de vaporização de misturas de hidrocarbonetos.
Calor de Vaporização de Misturas de Hidrocarbonetos
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PROCEDIMENTO
PASSO 1: A composição deve ser conhecida para todos os três calores de vaporização.
PASSO 2: Para integral isobárico, a pressão deve ser conhecida e para integral isótérmica, a temperatura. Nos dois casos, todas as frações molares de todos os componentes i são iguais em ambas as fases, xi
= yi = xfi.
PASSO 3: Para condições isobáricas, as temperaturas dos pontos de bolha e orvalho devem ser conhacidas, e para condições isotérmicas as pressões dos pontos de bolha e orvalho devem ser conhecidas.
PASSO 4: Conhecendo a pressão e a temperatura dos pontos de bolha e orvalho e a composição do sistema, obter as entalpias de líquido e vapor. O calor integral de vaporização é simplesmente a diferença entre estes valores.
Calor de Vaporização de Misturas de Hidrocarbonetos
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PASSO 5: Para calcular o calor de vaporização diferencial, a temperatura e a pressão deve ser conhecida, como também a composição da misrura. As composições no equilíbrio das fases líquido e vapor devem ser, também, conhecidas. Após obter os valores K de eqilíbrio em T e P, resolva as seguintes equações simultaneamente:
PASSO 6: Conhecendo a pressão e temperatura de todas as composiçoes de fases, obter as entalpias do líquido, vapor e da mistura. O calor de vaporização diferencial é então:
Onde:
Calor de Vaporização de Misturas de Hidrocarbonetos
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Exemplos:
A. Estime o calor de vaporização integral isobárico de uma mistura com 40% (mol) de propano e 60%(mol) de 2-metilpropano em 200 psia, onde o ponto de orvalho e de
bolha são, respectivamente, 158°F e 136°F.
Calor de Vaporização de Misturas de Hidrocarbonetos
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• O calor integral de vaporização é dado por :
HV –HL = 147,27-20,87 = 126,4 Btu/lb
o B. Estime o calor de vaporização diferencial de uma mistura 50%(mol) de propano e 50%(mol) de 2- metilpropano, em 137°F e 200 psia. No equilíbrio, temos 60%(mol) de propano na fase vapor e 38,8%(mol) de propano na fase líquida.
• O balanço de material determina os valores para L e V:
Calor de Vaporização de Misturas de Hidrocarbonetos
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Calor de Vaporização de Misturas de Hidrocarbonetos
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A entalpia das três correntes podem ser calculadas com algum procedimento para cálculos de entalpia
Limitações:
Este procedimento requer um conhecimento prévio das relações de equilíbrio de fase, e é difícil de prever essas relações de forma confiável. A precisão e utilidade deste método diminuirá com o aumento da incerteza das relações de equilíbrio.
Calor de Vaporização de Misturas de Hidrocarbonetos
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Capacidade Calorífica de Líquidos e Gases Reais
Razão de Capacidade Calorífica para Gases Reais de Hidrocarbonetos Puros.
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PROCEDIMENTO PASSO 1: Obter o peso molecular, temperatura crítica, pressão
crítica, e fator acêntrico (tabelas)
PASSO 2: Calcular a temperatura e pressão reduzidas, nas quais a capacidade calorífica é desejada.
PASSO 3: Obter os termos e através das tabelas 7E1.2 e 7E1.3 ou figuras 7E1.4 e 7E1.5.
PASSO 4: Calcule o termo adimensional do efeito da pressão usando a seguinte equação:
Onde:
Razão de Capacidade Calorífica para Gases Reais de Hidrocarbonetos Puros