laboratorio de humidificacion

7/24/2019 Laboratorio de Humidificacion

1/13

UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA QUIMICA

CEREALES Y LEGUMBRES

CURSO: OPERACIONES UNITARIAS I

AO: 4TO

PROFESOR: MGR. PEDRO CORNEJO DEL CARPIO

ESTUDIANTES:

ROGER MAMANI ALAVE CODIGO: 2012-36050

CARLOS SALVADOR APAZA QUICO CODIGO: 2010-35571

YURI CHARA LIMACHE CODIGO: 2012-36050

TACNA-PERU


2/13

2015

INFORME DE LABORATORIO N01

HUMIDIFICACIN

2LT

Flujo liquido

2

2

G

W

T

T

Esquema:

1

1

G

W

gas

T

T

P

Flujo gas

1LT

Realizamos la prctica de humidifcacin en una torre empacada obteniendo

los siguientes datos:

Sustancias ParmetrosExperimento 1 Experimento 2 Experimento 3Entrada Salida

Entrada Salida

Entrada Salida

i!uido"#gua$

%lu&o"'t3(min$

1))(*)1))(*) 1+)(*)

1+)(*)

1,) (*)

1,) (*)

- "./$ 310) 21 3+ 22 3** 22+4as"#ireh5medo$

%lu&o"'t3(min$

1 12 2 3 3

-4"./$ 23 2, 22 3)+ 21+ 32

2

1


3/13

-6 "./$ 1* 2+0+ 1+ 27 1+ 3)+

Por otro lado se emple una torre empacada con anillos Rashing con las

siguientes caracter8sticas:

Parmetr Me!"!a#ltura de la columna de empa!ue

"cm$

71

9imetro de la columna de

empa!ue"cm$

*0,

/on estos datos se desea halla el alor deky a

#OLUCIN

Para calcular diersas propiedades para los componentes de este sistema

como son la capacidad calor8fca ; el calor latente de aporizacin se usaron

correlaciones como:

Ca$a%"!a! %a&r'(%a:

Se emple correlaciones extra8das de la tabla /1 de


4/13

w=C1 ( 1Tr )C2+C3 Tr+C4 Tr

2

9onde:

w[ ] J

KmolTr=T(K)

Tc

-enemos para el agua:

C1

C2

C3

C4

Tc

#gua 5,2053 107 0,3199 0,212 0,225795 647,13

Pres"*) !e .a$r

Atilizamos la ecuacin de #ntoine !ue tiene la 'orma:

p=eA B

C+T

9onde:

p [ ] mmHgT[ ]K

Para el agua tenemos:

A B C#gua 103)3* 31*0 B*013

Para este sistema:

A=Agua MA=18,02Kmol/Kg

B=Aire MB=28,97Kmol /Kg

#hora con las ecuaciones ",21$ ; ",2*$ obtenemos los alores de la humedad

tanto para la entrada como para la salida de gases:

E)tra!a

/alculamos la presin de apor a la temperatura de bulbo h5medo "-C1D1*./$


5/13

p=e18,3036 3816,44

46,13+(16+273,15 )=13,4554mmHg

Entonces:

Yw' = pA

pTpAMA

MB= 13,4554

76013,455418,02

28,97=0.01121

-ambin calculamos el alor dew a esta temperatura

Tr=16+273,15

647,13=0,4468

w=5,2053107

(10,4468 )0,31990,212 0,4468+0,225795 (0,4468)2 J

Kmol

Kmol

18,02Kg

as=2461522,894 J/Kg

-ambin de tenemos !ue para el sistema aire F apor de agua seg5n las

mediciones de 9ropGin:

!

ky=950 J/Kg

#hora despe&ando Y'

de la ecuacin ",2*$

Y'=Yw

' (T!Tw ) !

kyas

Y'=0.01121(2316 )

950

2461522,894

Y'=0,008508Kg "e #apor "eaguaKg "e aire seco

-omando )./ como temperatura de re'erencia@ hallamos el calor latente de

aporizacin a esta temperatura:


6/13

Tr=0+273,15

647,13=0,44209

w=5,2053107

(10,44209 )0,31990,212 0,44209+0,225795(0,44209)2 J

Kmol

Kmol

18,02Kg

0=2482416,022 J/Kg agua

o ideal para hallar el alor deCs seria utilizando alores de capacidad

calor8fca promedio integrando desde la temperatura de re'erencia hasta la

temperatura del gas@ como nuestra correlacin es lineal no tendremos error en

tomar el alor de la capacidad calor8fca con una temperatura promedio@

entonces:

0 23 0 11,52 2

Gprm

T TT C

+ += = =

CA=8,314 J

mol K [3,470+1,450 103(11,5+273,15)] mol

18,02 103

Kg

CA=1791,41 J

Kg K

CB=8,314 J

mol K [3,355+0,575 103(11,5+273,15)] mol

28,97 103

Kg

CB=1009,81 J

Kg K

Entonces utilizando la ecuacin ",13$ hallamos la entalpia a esta temperatura:

H'=Cs (T!T0 )+Y

'0

( ) ( )0 0'B A GH C C Y T T Y= + +

H'=(1009,81+1791,410,008508)(230)+0,0085082482416,022


7/13

H'=44696,576J/Kg aire

#a&"!a

Se procede de la misma manera !ue el Hu&o en la entrada:

/alculamos la presin de apor a la temperatura de bulbo h5medo "-62D2+0+./$

p=e18,3036 3816,44

46,13+(25,5+273,15 )=24,293mmHg

Entonces:

Yw' =

24,293

76024,293

18,02

28,97=0,02054

-ambin calculamos el alor dew a esta temperatura

Tr=25,5+273,15

647,13=0,4615

w=5,2053 107

(10,4615 )0,31990,212 0,4615+0,225795 (0,4615)2

JKmol

Kmol18,02Kg

as=2443825,382 J/Kg

Entonces:

Y'=Yw

' (T!Tw ) !

kyas

Y'=0,02054(2725,5 )

950

2443825,382

Y'=0,019957

Kg"e #apor "eagua

Kg "e aire seco


8/13

CA=8,314 J

mol K [3,470+1,450 103(27+273,15)] mol

18,02 103

Kg

CA=1801,77 J

Kg K

CB=8,314 J

mol K [3,355+0,575103(27+273,15) ] mol

28,97103

Kg

CB=1012,37 J

Kg K

CA=1801,77+1791,41

2=1796,59

J

Kg K

CB=1012,37+1009,81

2=1011,09

J

Kg K

Entonces utilizando la ecuacin ",13$ hallamos la entalpia a esta temperatura:

( ) ( )0 0'B A GH C C Y T T Y= + +

H'=(1011,09+1796,590,019957)(270)+0,0199572482416,022

H'=77809,079J/Kg aire

#hora hacemos una tabla con los alores de las humedades a saturacin:

empleando las ecuaciones antes utilizadas:

0 0 0' ( ) '[ ( ) ]s B G s A GH C T T Y C T T = + +

' ( 0) '[ ( 0 2482416, 022) ]s B G s A GH C T Y C T= + +

T(C) T(K) P(mmH

g)

Y 's CA CB H '$

10 2301+ 70) )0)),+ 1,7)0) 1))70+* 2*)0,2

12 2+01+ 1)03+ )0))* 1,710), 1))70,3 33+)01

14 2,01+ 1101 )0))7 1,710, 1))707 3+,,02

16 2701+ 130* )0)112 1,7201 1)1)0)* 1)20*

18 27101+ 1+03) )0)12 1,730) 1)1)022 +)),107


9/13

20 27301+ 1,03+ )0)1+ 1,730,+ 1)1)037 +*+301)

22 27+01+ 170* )0)1*+ 1,702 1)1)0++ *3+0

24 27,01+ 2202) )0)1, 1,7+0) 1)1)0,2 ,11*3071

26 27701+ 2+0)3 )0)212 1,7+0,+ 1)1)0 ,7+7071

28 3)101+ 201, )0)237 1,7*02 1)110)+ +),0

30 3)301+ 310*+ )0)2,) 1,7,0)7 1)11021 73707232 3)+01+ 3+0+) )0)3)+ 1,7,0,* 1)1103 1)72))03

,

34 3),01+ 370, )0)33 1,703 1)110+ 121)20,

,

36 3)701+ 01 )0)3* 1,7701) 1)110,1 13)330,

1

38 31101+ 70++ )0)3 1,770,, 1)110, 13)03

+

40 31301+ ++02) )0), 1))0 1)120) 1*))20,

1

42 31+01+ *103 )0)+, 1)1011 1)1202) 1127*0+

44 31,01+ *01* )0)*13 1)10,, 1)1203, 2))3,*0,

2

46 31701+ ,+0+* )0)*, 1)20 1)120+3 221*10+

1

48 32101+ 30*+ )0),*7 1)3011 1)120,) 2)10,

)

50 32301+ 720, )0)*2 1)30, 1)120* 2,)*,0)

52 32+01+ 1)20)* )0)7*+ 1)0+ 1)130)3 277+03

3

4rafcando la temperatura "./$ contra la entalpia ; tambin los las entalpias de

entrada ; salida obtenidas anteriormente tenemos:


10/13

1) 1+ 2) 2+ 3) 3+ ) + +)

)

+)

1))

1+)

2))

2+)

3))

IJs IJ BBBB

/on los alores de la entalpia a la entrada ; la salida ; las temperaturas del

l8!uido hallamos la ecuacin de la recta de la grfca:

m=H '

2H '

1

T% 2T%1=77809,07944696,576

31,0821=3284,97

44696,576=3284,97 21+&

&=24287,794

H'=3284,97T24287,794

#hora hallamos los alores de Hs'

; H'

a temperaturas entre 21 ; 310)

./0 ; hallamos el alor de la integral de la ecuacin ",+$


11/13

T(!=H

1

'

H2'

"H

Hs'H'

=ky a

!s'")=

*

H+(!

os datos obtenidos se muestran en la siguiente -abla:

T(, Hs'(KJ/K H'(KJ/K

-= 1

Hs'

105

H' -prom 10 H

'-p

22,7 **10, 3712+0)2 30**), 111+0

3)

30*+7) )0))

23 *,+30)+ )2)0+ 30*+, 3,17033

30*, )013+*

24 ,17302+ 37*)027 30*32) 3,170

33

30*)+ )0132

25 ,++,30*7 ,*,70,2 30++) 3,170

33

30++)7 )01321

26 ,7330+* +137701+ 30+1*7 3,170

33

30,27 )01272

27 220+3 ++110+7 3027 3,170

33

303,*) )012+*

28 73)01 +30)2 303231 3,170

33

302*2+ )01213

29 73,701, *2++,0+ 302)17 3,17033

3013+1 )011**

30 7*70)) **2,*07 30)*2 3,170

33

2077*, )0111+

31 1)1203

)

*777*032 2072+2 3,170

33

20+)+ )01)*)

32 1)7,10,

7

,3,1+0,+ 20,,+ 3,170

33

20*773 )01))

33 11++*)07

2

,,3+017 20*227 3,170

33

20+*) )0)7,

34 121*+307

2

11+0*2 20*72 3,170

33

20373) )0)7)

35 12)3+0 ,0)+ 2031*7 3,17033 20223 )0)3

36 13,220,

7

+7307 201*, 3,170

33

20)7+, )0),,7

37 11,310*

72312072 20)23+ 3,170

33

107+3 )0),2,

38 17))0

,

7*)3203+ 10+1 3,170

33

10172 )0)*,,

39 1+*,0 77,+10,7 10,+33 3,170 10*7)7 )0)*27


12/13

* 33

40 1*,*0)

2

1)3,1022 10*2+ 3,170

33

10+*7 )0)+

41 1,33*07

2

1),17)0*+ 10+112 3,170

33

10+*2 )0)+2

42 122,03

*

11)71)0)7 10)12 3,170

33

1037 )0)+)2

43 171*101

3

11*270+2 1027+ 3,170

33

102+), )0)*+

44 2)1,70,

2

11307+ 102)27 2*)03*

)

10177, )0))31

44,0

7

2)21*07

*

11*)7031 1017*+ 4rea 5a6 &a%ur.a

780190

/on esto tenemos:

"H

H'H'=

ky a*

! s' =2,014

T(!=H1

'

H2'

/alculo de !s'

/omo tenemos Y'=0,008508 calculamos:

Mprom= Y

'

1+Y'MA+

1

1+Y'MB=

0,008508

1 . 008508 18,02+

1

1 . 00850828,97

Mprom=28,88 g/mol

-enemos en la entrada

1 /+

3

min1min60 s (

0,3048m)

3

/+3 =1,5483103 m3/s=1,5483 l /s

Para el aire a 23./ tenemos:

P0=n RT


13/13

m=PM0RT

= 1a+m28,89g/mol1,841 l /s0,08206a+ml /molK (23+273,15 )K

=0,0021885Kg /s

/alculamos el rea de la columna de empa!ue con 1=67,4 103

m

A=2 1

2

4 =

2(67,4 103 )2

4 =3,5679 103 m2

El Hux ser:

.

' m

GA

=

!'= 0,0021885Kg

3,5679 10

3

m

2

s

=0,6134Kg /m2 s

!'=0,6134Kg/m2 s

28,97 g/mol

1000 g

1Kg=21,174 mol/m2 s

!'s=21,174 mol /m2 s

1,00711221,024 mol/m2 s

!s'=

21,024mol

m2

s

28,97 g

mol

1Kg

1000 g

=0,60906Kg /m2 s

Entonces podemos calcular el alor deky a para este sistema:

"H

H'H'

ky a*

! s' =

H1

'

H2'

"H

H'H'

=0,6090Kg /m2 s 2,014

0,91m =1,3478Kg/m3 s

ky a=! s

'

*

H1'

H2

'

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