Quimica

Introdução aos Processos Química

Capítulo 2 - BALANÇOS DE MASSA SEM REAÇÃO QUÍMICA

2.1 – O Conceito de Balanço de Massa
O Balanço de Massa (BM) é uma restrição imposta pela natureza. ! A lei da conservação de massa nos diz que a massa não pode nem ser criada, nem destruída.

Logo, não havendo acúmulo de massa no interior de um equipamento, tem-se ao longo de um determinado intervalo de tempo que:

massa total na entrada = massa total na saída

ei equipamento

sj

Fazendo o intervalo de tempo tender a zero, ao invés de quantidades de massa passamos a falar em termos de vazões:

vazão mássica total que entra = vazão mássica total que sai

Reescrevendo em linguagem matemática, tem-se:

∑e = ∑ s i =1 i j =1

n

m

j

onde ei é a vazão mássica da corrente de entrada identificada pelo índice i e n o número total de correntes de entrada, ou seja, para o processo representado na figura n = 2. Por outro lado,

47

Introdução aos Processos Química

sj é a vazão mássica da corrente de saída, identificada pelo índice j, e m é o número de correntes de saída (no processo da figura m=3).

Observe que na elaboração de um BM deve-se definir um sistema (volume de controle), que pode ser um processo completo, um equipamento ou um conjunto de equipamentos. As corrente envolvidas no BM são então aquelas que atravessam as fronteiras do sistema (superfície de controle). Assim o BM nada mais é do que um inventário de um determinado material em relação à um sistema definido. O balanço de massa é fundamental para a análise do projeto de um novo processo, bem como de um processo já existente.

2.2 – Algumas Definições Importantes
Um sistema é classificado em função da ocorrência de transferência de massa através de sua fronteira em: Aberto ⇒ há transferência de material através da fronteira do sistema; Fechado ⇒ não há transferência de material através das fronteiras do sistema, durante o intervalo de tempo de interesse. Analogamente, a operação de