APLICACIN DE BALANCE DE ENERGA

INTEGRANTESEstrellita Guadalupe Plancarte de la Cruz Palmira Rodrguez Muoz Stephany Moscoso Alejo Manuel Gerardo Villanueva Zapata

EJEMPLO 4.12Balance de Materia y Energa

Se comprime aire desde 1 atm y 460R (el cual tiene una entalpa de 210.5 Btu/lb) hasta 10 atm y 500R (a las cuales las entalpa es de 219.0 Btu/lb). La velocidad de salida del aire es de 200 pies/seg. Cul es la potencia en caballos requerida para el compresor si la carga es de 200lb/hr de aire?

V1=0 P1=1 atm T1=460 R H1=210.5 Btu/lb

V2=200 ft/seg P2=10 atm T2=500 R H2=219Btu/lb

Suponiendo 1lbm de aire:

Convirtiendo:

Tomando 200 lb/hr:

EJEMPLO 4.15Balance de Energa

El vapor de agua que se utiliza para calentar un reactor intermitente entra saturado a 250 C a la cmara de vapor de agua y se condensa completamente. La reaccin absorbe 1000 Btu/lb de material en el reactor. Las perdidas de calor en la cmara de vapor de agua son de 5000 Btu/lb. Los reactores se introducen en el recipiente a 70 F y salen a 212 F. Si la carga esta constituida por 325 lb de material, y tanto productos como reactantes tienen una capacidad calorfica media Cp = 0.78 Btu/(lb)(F). Cuntas libras de vapor de agua se requieren por lb de carga? Suponiendo que la carga permanece en el reactor durante una hora.Limite del sistema Q (Perdida) = 5000 Btu/lb

Reactivos 70 F

Sx

Productos 212 F

Cmara del vapor del agua Vapor de agua Condensado del saturado a 250 vapor de agua C Base: 1 hr de operacin

Ecuacin de energa del sistema, se desprecian la energa cintica (Ec) y la energa potencial (Ep) Ec + Ep + U = Q + W

Calculando Energa Interna (U) (Ut2 - Ut1) material = H vapor H2O + Q ----------> Ec. 1 Tomando formula de entalpia (H) U + PV = H - Q Despejando la energa interna (U) H PV = U + Q H PV = U [(Ht2 - Ht1) (Pt2Vt2 - Pt1Vt1)]m = Q - H vapor H2O

Despreciando valores de Presin y Volumen (Ht2 - Ht1) m = - H vapor H2O + Q ----------> Ec. 2

Entalpia del vapor saturado a 250 C H vapor H2O = 737.2 Btu/lb Calculando la entalpia de los productos con la formula Ht1 = m Cp T m = 325 lb/hr Cp = 0.78 Btu/(lb)(F) T2 = 212 F T1 = 70 F Sustituyendo valores Ht1 = (325 lb/hr) (0.78 Btu/(lb)(F)) ( 212 F - 70 F) Ht1 = 35997 Btu/hr ----------> Hproductos Realizando ajustes en la entalpia ya que la reaccin absorbe 1000 Btu/lb y calculando la entalpia de los reactantes H = (-1000 Btu/lb) (325 lb/hr) H = - 325000 Btu/hr ----------> Hreactantes

En la reaccin de los reactantes se consumen o se pierden 5000 Btu/lb Hproductos = Q(perdida) - Hreactantes

Sustituyendo valores 35997 Btu/hr = - 5000 Btu/lb - 325000 Btu/hr 35997 Btu/hr = - 330000 Btu/hr 35997 Btu/hr + 330000 Btu/hr = Hfinal =365997 Btu/hr

Sustituyendo valores en la operacin Hfinal = (-H vapor H2O) (S lb de vapor de agua/hr) 365997 Btu/hr = (737.2 Btu/lb) (S lb de vapor de agua/hr) Despejando S S lb de vapor de agua/hr = 365997 Btu/hr / 737.2 Btu/lb S = 496 lb de vapor de agua/hr S lb de vapor de agua/hr = (365997 Btu/hr) (1 lb de vapor/737.2 Btu/lb)(1 hr/325 lb de carga) S = 1.52 lb de vapor de agua/lb de carga

Cuntas libras de vapor de agua se requieren por lb de carga?

Q (Perdida) = 5000 Btu/hr Limite del sistema

Reactivos 70 F H = - 325000 Btu/hr Cmara del vapor del agua

H = 1000 Btu/lb

Productos 212 F H = 35997 Btu/hr

Vapor de agua saturado a 250 C H = 737.2 Btu/lb

Condensado del vapor de agua

Base: 1 hr de operacin

S = 1.52 lb de vapor de agua/lb de carga