tarea oct 2014 bme

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍAIng. Ambiental – Ing. Mecatrónica – Ing. Química

CLAVE: 30MSU9055V

TAREA DE BALANCE DE ENERGIA

Nombre del alumno:______________________________________________________Semestre: 5° ______________________________Fecha:______________________Docente: ING. LEANDRO RUIZ RUIZ Evidencias________ RESUELVE LO QUE TE PIDE, NO SE INCLUYEN EN EL TRABAJO DE EVIDENCIAS SI NO SE REALIZAN EN CLASE.

1. A un tanque entran 100 lt/min de un líquido a 50°C con un Cp= 0.7 Kcal / Kg°C, por otro lado se adicionan otros 100 lt/min de agua a 35°C y por el fondo se extraen 100 lt/min de la mezcla. Si el tanque tiene capacidad de 1500 litros. Considere la densidad del líquido saliente de 1.25 Kg/litro

En que tiempo se llena? Que temperatura alcanza al llenarse?

2. Dos corrientes de aceite se mezclan y calientan en un proceso contínuo. Calcule la temperatura de salida si entran 100 kg/min de aceite a 26°C con Cp= 0.7 Kcal / Kg°C por un lado, 50 Kg/min de aceite a 5°C con Cp=0.52 Kcal/Kg°C y el calor suministrado al sistema es de 5000 Kcal/min. Considerando que la suma de los 3 calores dan como resultado el calor de salida, realiza el balance con Base.- 1 minuto. Cp resultante es igual a la suma de las fracciones en peso de los otros Cp’s

3. Calcular la cantidad de calor requerida para elevar de 20°C a 60°C 200 gr de Aluminio si el Cp del aluminio es de 0.888 Kj/kg°C

4. En un reactor, se producen 1000 ton de un producto por cada batch con un tiempo de residencia de 16 hr por Batch y salen con una temperatura de 550 °C, para pasar a la siguiente etapa del proceso se enfría sin hacerlo condensar haciéndolo pasar por los tubos de un cambiador de calor que utiliza otro fluido para producir vapores por el lado coraza hasta obtener 250°C. El CP de este producto es de 0.75 Kcal/Kg°C.

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El fluido de enfriamiento que se alimenta entra a 135°C y sale a 250°C y sabemos que tiene un calor latente de 1013 Kcal / Kg de producto a enfriar alimentado.

1. Realiza el diagrama del proceso2. Determine la masa de fluido de enfriamiento en Kg requerida por batch

para realizar este trabajo si sale a 418°C para alimentare a un reactor.3. Que cantidad de masa de enfriamiento por cada tonelada de producto

es requerida5. A partir del problema anterior, disponemos de un reactor que de acuerdo a

sus características reacciona sin ser ni exotérmico ni endotérmico, sin embargo al mezclarse con 675 ton de otro gas que trae una temperatura de 315°C, la mezcla tiene un cambio de temperatura. El Cp del gas más frío que reacciona es de 0.89 cal/gr°C.

4. Realiza el diagrama completo y………………..5. La Temperatura resultante de la mezcla será?

6. A la salida de gases de una torre de destilación se requiere condensar el destilado, para ello se utiliza un condensador a base agua, con temperatura del agua de entrada de 26°C y de salida de 42°C. Se tienen 900 Kgmol/hr de Benceno puro saliendo de la torre con un calor latente de 7240 Kcal/kgmol. ¿Qué cantidad de agua de enfriamiento se requiere por Hr?

7. A un sistema que tiene una energía interna almacenada de 1120 Kcal se le alimentan 5.4 Kcal/hr y produce un trabajo. Si al final del día (24 hr), el sistema cuenta con 1150Kcal de energía interna y tiene una pérdida de energía de 1250 calorias.

a. Realice el diagrama representativo del sistema con sus datosb. Determine el trabajo producido por día en Kilocaloríasc. Determine cuál fue el cambio de energía en calorías del sistema

cada díad. Cuál hubiera sido la energía interna final en Kcal si no hubiera

tenido pérdidas de energía el sistema?



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8. Nos han pedido que efectuemos la dilución de una solución al 10% de H2SO4 hasta tenerla al 5% en peso, pero controlando la temperatura del proceso de dilución (Es una reacción exotérmica) en 30°C máximo. El H2SO4 trae 50°C y el agua de dilución trae 35°C, la reacción eleva la temperatura de la mezcla hasta 90°C. Si alimentamos al reactor 2000 kg/batch de H2SO4 al 10% y con una bomba recirculamos la solución al mismo tanque haciéndola pasar por un cambiador de calor para enfriarla a razón de 20 m3/hr, y en este proceso de enfriamiento se utiliza agua por la coraza del cambiador entrando a 26°c y saliendo a 38°C. Cp del H2SO4 al 5% = 0.95 Kcal/kg°CCp del H2SO4 al 10% = 0.92 Kcal/kg°CCp del H2O = 1 Kcal/kg°C

a. ¿Cuánta agua de dilución se requiere por cada batch?b. ¿Qué temperatura alcanza la mezcla de la dilución del H2SO4?c. Cuánta agua de enfriamiento es requerida en el cambiador que

recircula al reactor?9. Para reboileo de un reactor se utiliza vapor saturado a 250°C, el cual

entra a un enchaquetado que rodea al reactor y purga condensados; La reacción absorbe 1000 kcal/Kg de material alimentado al reactor y tiene pérdidas de calor de 5000 kcal /Hr. Los reactivos se colocan en el reactor 20°C y salen a 100°C, si la carga está constituida por 325 Kg de material y tanto productos como reactivos traen un Cp promedio de 0.78 Kcal/kg°C.Datos adicionales:Hv = entalpía del vapor = 668.8 Kcal/Kg a 250°CHvs= entalpía del vapor saturado (Condensados) =258 Kcal/kg

a. ¿Cuántos Kg de Vapor se requieren por cada Kg de carga alimentado?


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