234732630 unidad 1 humidificacion problemas propuestos

8/20/2019 234732630 UNIDAD 1 Humidificacion Problemas Propuestos

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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ACAPULCO

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA YBIOQUÍMICA

OPERACIONES UNITARIAS III

UNIDAD I:HUMIDIFICACION

PROBLEMARIO

EQUIPO N° 3

INTEGRANTES:

• CAMACHO MIRANDA EMILIA• CHAVES NAVA LARISA MALANI• CHAVES NAVA BRIAN ALBERTO• SUATEGUI DE LA CRUZ DIANA ISABEL• EMIGDIO SANCHEZ GUSTAVO

ACAPULCO, GRO. 08 DE JULIO DEL 2014


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ÍNDICEUNIDAD 1: Humidificación

Problemas propuestos: 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9

4.1 Una masa de hidrógeno con Cl4C tiene una temperatura de rocío tr = 15 °C y

760 mm Hg. Calcúlese:

a) La humedad absoluta.

b) El volumen específico.

c) El calor específico.

d) La temperatura hasta la que ha de enfriarse, a la vez que se comprime hasta 2

atm, para separar el 60% del Cl4C.

Las tensiones de vapor del Cl4C en función de la temperatura son:

T °c 0 5 10 15 20 30 40

P mmH 14 18 25 33 91 143 216

Para los calores específicos del vapor de Cl4C y del H2 pueden tomarse los valores: 0.13 y 0.35Kcal/Kg °C.

Datos:

Hidrogeno:2 g/molCl4C:153.812=154 g/molTr=15°CP:760 mmHg

Solución:

a).- humedad absoluta

=3.4951 kg Cl4C/kg Hb).- volumen especifico

v= + ) =( + ) = (0.5 + 0.227) ( = 0.5227 +1 =12.3505


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c) calor especifico

c= ( Cp) + ( Cp) vy= 0.35+0.13 (3.4951)=0.35+0.4543 = 0.8043

d) ym=

=0.0453

y`m= (0.0460) (4)=0.0184

ym – y`m= 0.0453 – 0.0184 = 0.0269

pv*= 1520

pv*= (1520)(0.0184)=27.46 mmHg

Se hace una interpolación para encontrar la temperatura de: 11.16°c que

corresponde a la tensión de vapor para que la mezcla se enfríe y comprima .

T °c P mmHg

10 25

X 27.46

15 33

Y= + ( -)/ -)= 27.46+ (-10) 35-25/15 = 11.16 °c A esta tensión de vapor le corresponde una temperatura de 11.16 °C, temperatura

hasta la que hay que enfriar la mezcla, a la vez que se comprime a 2 atm.

4.2 Una masa de aire está saturada con éter dietílico a 20 °C y 745 mm Hg.

Calcúlese:

a) La composición en volumen.

b) La humedad molar.c) La humedad absoluta.

d) El volumen específico.

e) La humedad absoluta si la temperatura desciende hasta 0 °C.


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f) La cantidad de éter condensado si se enfrían hasta 0 °C 1000 m3 de mezcla

inicial.

Las tensiones de vapor del éter en función de la temperatura son:

t, °C | -10 | 0 | 10 | 20 | 30 |

p, mm Hg | 112.3 | 185.3 | 291.7 | 442.2 | 647.3 |

Solución:

Datos:

P: 745mmHg

T: 20°C

a) Fraccion molar

b) Pv: 442.2mmHgPg: 302.8mmHg

Pt: 745mmHg

c) Eter dietilico (Mv) = 74.12 kg/kmol

Aire (Mg) = 29 kg/kmol


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d)

20°C +273= 293°K

* *

* * *

| | * *


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4.3.- 300 m3 de CO2 saturados con agua se encuentran a 20 °C y 1 atm y

se comprimen hasta 2.5 atm a la vez que se enfrían hasta 15 °C, con lo

cual se condensa parte del agua que va separándose del sistema. A

continuación se expansiona hasta 1.3 atm y se calienta hasta 20 °C.

Calcúlese:

a) La humedad absoluta final.b) La cantidad de agua condensada.

c) La humedad relativa final.

d) El volumen de la mezcla medido en las condiciones finales.

Datos:

T= 20°C

T2=15°C

P=2.5 atm

P2=1.3 atm

Solución:

a)

b)

*


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c)

d)

* *

4.4 100 m3 de una mezcla de CO2 y vapor de agua medidos a 50 °C y 750

mm Hg tienen una composición del 6% en volumen de vapor de agua.

Calcúlese:

a) La humedad absoluta.

b) La humedad relativa.

c) La humedad relativa porcentual.


e) La temperatura de rocío.

f) La presión a la que se alcanza la saturación permaneciendo constante latemperatura.


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Solución:

a)

a) b)

* * c) *

d) En la tabla de vapor de agua, buscando a la presión de vapor de 45 mm Hg

e interpolando con los datos proporcionados por dichas tabla, encontramos

que la temperatura de roció será de 36.2°c.

Presión en Kg/Cm Temperatura en °c

0.060.060.08

35.8236.20 (valor interpretado)41.16


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e)

4.5 Una mezcla acetona – nitrógeno a 800 mm Hg y 30 °C tiene una saturación

relativa del 80%. Calcúlese:

a) La humedad molar.

b) La humedad absoluta.

c) La humedad relativa porcentual.


e) La masa de acetona contenida en 1 m3 de mezcla.

Datos

P= 800 mm Hg

T= 30°C

% de humedad: 80%

Solución:

a)._ 80/100= 0.80

pv= (φ) (pv*)=(0.80)(283) =226.4

ym= Pv/P-Pv =226.4 /800-226.4 = 0.3947

b)._ ym= = (0.3947) = 0.8175


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c)._ φp = = 73%

d)._ v=

+

)

=(

+

)

= (0.0357+ 0.0003) (

= 1.17

e)._ m= y/v = 0.818/1.17=0.6991

4.6 En un depósito de 5 m3 se ha de almacenar aire a 15 atm y 25 °C. El aire con

que se alimenta el compresor situado a la entrada del depósito se encuentra a 25

°C y humedad relativa del 40%, a la presión atmosférica normal. Calcúlese la

cantidad de agua condensada en el depósito.

Datos: calculando Pv:

P=15atm 5 de aire T= 25°C

P= 15atm Mv=18

Mg=29


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-calculando a 1atm:

Calculando a 15 atm:

Calculando: Humedad absoluta

*Volumen especifico T= 25°C+273=288°k


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() 0.5847kg es la cantidad de agua condensada

4.7 Calcúlese la temperatura húmeda y la temperatura de saturación adiabática de

una mezcla benceno – aire a 30 °C que tiene una humedad absoluta de 0.200 Kg

benceno/Kg aire.

Solución:

Datos: Formulas

T: 30°C *temperatura humeda

Y=0.200kg benceno/kg de aire Benceno= 0.400 *

T°C=30

P/mmHg=119.4mmHg


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Tabla: A-12

Calculando la humedad de saturación Yw y tanteando una temperatura supuesta

de tw=15ºc

1ª tanteo

Benceno – tensiones de vapor P: 760mmHg

T,ºc 5 10 20 30 40 50

P,mmHg 34.9 45.6 75.3 119.4 183.2 271.6

Humedad de saturación de benceno a 10ºc y 20ºc

Benceno a T=10ºc y P=760mmHg

* *


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Benceno a T=20ºc y P=760mmHg kg

*

*

Teniendo:

0.5550=0.0555

Interpolando

Tºc

10ºc 0.1715

0.2550

20ºc 0.2955

(17ºc)

A esta temperatura (17ºc) corresponde a una humedad de 0.2550kg de benceno

/kg

Tanteo 2.- suponiendo Tw=17ºC


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*interpolando

Por lo que la temperatura húmeda es Tw=17°C

Por lo tanto, la temperatura de saturación adiabática será ts = 14 °C.

b) temperatura de saturación adiabática

Tanteo – suponiendo que ts= 15°C

109 Ys=0.2+(0.35+0.41 Ys) 15

109 Ys-21.8= (5.25+6.15 Ys)


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109 Ys=+6.15 Ys = 5.25 + 21.8

115.15 Ys=27.05

Teniendo

Tanteo 2, suponiendo que ts=14°C 105Ys=21=(5.6+6.56 Ys)

Ys=0.2702

Teniendo

Por lo tanto, la temperatura de saturación adiabática será ts=14°C


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4.8 determine gráficamente las siguientes propiedades de aire húmedo a 35 ° c y 760 mm

Hg.

a) humedad absoluta en condiciones de saturación

b) volumen especifico en condiciones de saturación

c) temperatura humedad y temperatura relativa si la temperatura de rociór es de 15°c

d) temperatura relativa y temperatura de roció si la temperatura humedad es de 30°c

e) temperatura humedad y temperatura de roció si la humedad relativa es del 80 %.


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4.9.- Disponemos de una masa de aire a 50°C con el 30% de humedad relativa a 760mmHg.

Calcúlese:

a)

*

b) c) T°C mmHg

27 26.74

27.62 27.753

28 28.35

-------------------------------------------------

1 1.61

X= 0.3708 0.597

28°C – 0.3708 = 27.6292°C

d) e)

35°C = 0.4218

* Pv=0.4218 = 42.18

Pg= 717.82 760-42.18= 717.82


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*

*

f) 32.5 °C

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