UNIVERSIDAD MICHOACANA DE SAN NICOLAS DE HIDALGO FACULTAD DE INGENIERA QUMICA, mdulo 2, Seccin___

cuarto examen departamental balance de materia y energa junio 8, 2015

Nombre del alumno: _________________________________ Matric: ___________________

Profesor: Problema 1.- Se alimenta metanol a 675C y 1 bar a un reactor adiabtico en donde el 25% del metanol se deshidrogena hasta formaldehdo, segn la reaccin

)(2)()(3 ggg HHCHOOHCH +

Calcule la temperatura de los gases a la salida del reactor, suponiendo que pueden utilizarse capacidades calorficas promedio constantes (para este rango de temperaturas) de 17, 12 y 17 cal/mol C, para el CH3OH, HCHO y H2, respectivamente. Se sabe que a 25C

Problema 2.- En un horno se efecta la descomposicin trmica del cido actico para producir queteno mediante la reaccin

CH3COOH(g) CH2CO(g) + H2O(g)

La reaccin CH3COOH(g) CH4(g) + CO2(g)

ocurre tambin de manera apreciable. Se desea efectuar la descomposicin a 700C, con una conversin de 80% y un rendimiento fraccional de queteno de 0.0722. Calcule la razn de suministro de calor al horno, para una alimentacin de 100 kgmol/h de cido actico. La alimentacin se efecta a 300C. Se sabe que las capacidades calorficas del cido actico, agua, metano y dixido de carbono son constantes y con valores de 120.85X10-3, 75.4X10-3, 0.0358 y 0.0374 kJ/molK, respectivamente. Adems

CpCH2CO = 4.11 + 2.966X10-2T - 1.793X10-5T2 + 4.22X10-9T3 (Cp con unidades de J/molK)

= COOHCHfH 3, -103.93 kcal/mol = COCHfH 2, -14.60 kcal/mol

= OHfH 2, -57.80 kcal/mol = 4, CHfH -17.89 kcal/mol

=2,

COfH -94.05 kcal/mol

Problema 3.- Monxido de carbono y 100% de agua en exceso se hacen reaccionar para formar hidrgeno y dixido de carbono. La prdida de calor desde el reactor es de 120.2 kJ por mol de CO entrando. Si la temperatura de salida es 800 K, cul es la temperatura de la alimentacin? La presin es 1.0 atm. Considere combustin completa. Los Cp pueden considerarse constantes para los compuestos involucrados en el proceso, con valores de

CpCO = 0.029326 kJ/molK CpH2O = 75.4X10-3 kJ/molK

CpCO2 = 0.0374 kJ/molK CpH2 = 0.0288 kJ/molK

Adems

= COfH , -110.52 kJ/mol = OHfH 2, -241.826 kJ/mol

=2,

COfH -393.51 kJ/mol

Problema 4.- Un tanque bien mezclado tiene una capacidad mnima de 350 litros e inicialmente est lleno hasta la mitad. El tubo de descarga en el fondo es muy largo y por tanto ofrece resistencia al flujo de agua por su interior. La fuerza que hace fluir el agua se debe a la altura del agua en el tanque, y de hecho el flujo es proporcional a esa altura. Puesto que la altura es proporcional al volumen total de agua

en el tanque, la velocidad de flujo volumtrico del agua que sale es: kVQs = , donde 1min05.0 =k . La velocidad de flujo de agua hacia el tanque, min/25 litrosQE = , es constante. Cunto tiempo tardar en llenarse o vaciarse el tanque?

Cuarto examen BME 2014 - 201520150609165939247