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alcule qué fracción de la alimentación entra a la columna como líquido y las respectivas composiciones de vapor y
Tipo: Apuntes
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BALANCE DE MASA Y ENERGÍA PQ-313A Profesor: Ing. Víctor Pretell Para evaluar el rendimiento de un proceso o unidad de proceso se requiere conocer las cantidades, composición, y condiciones de los materiales que ingresan y salen de cada unidad de proceso. En este clase se presentaran los métodos para calcular las variables que caracterizan la operación de un proceso o de unidades individuales de proceso.
Procesos y Variables de proceso Densidad y Gravedad Especifica Razón de Flujo Composición química Presión Temperatura
Densidades de solidos y liquidos puros son esencialmente independientes de la presion y varian relativamente poco con la temperatura. La densidad de una sustancia puede ser usada como un factor de conversion para relacionar la masa y el volumen de las sustancias.
Gravedad Especifica (GE) Razon de la densidad (ρ) de una sustancia a la densidad de referencia (ρref) a una condicion especifica: GE = ρsubstancia/ρref La densidad del agua a 4˚C se usa como densidad de referencia; con el sgte. valor: ρref = ρH2O(l) (4˚C) = 1.000 g/cm^3 =1000 kg/m^3 =62.43 lbm/ft^3 GE es adimensional. Para tener la densidad de una sustancia, multiplique la GE por la densidad de referencia, ρref.
Procesos continuos involucran movimiento de materiales de un punto a otro con cierta velocidad. Velocidad de flujo- la velocidad a la cual un material es transportado a traves de una linea de proceso. Velocidad de flujo puede ser expresado como: Velocidad de flujo masico (masa/tiempo) Velocidad de flujo volumetrico (volumen/tiempo)
Medidor de Flujo es un aparato colocado en una linea de proceso que da una lectura continua de la velocidad de flujo en la linea. Normalmente se puede emplear un rotametro o una placa de orificio.
Composicion Quimica Mol y Peso Molecular Fraccion Masica y Molar Peso Molecular Promedio Concentracion Partes por Millon (ppm) & Partes por Billon (ppb)
Peso atomico de un elemento- masa de un atomo basado en el isotopo 12 C. Peso Molecular de un compuesto- suma de pesos atomicos de los atomos que forman un compuesto. Mol= Masa /Peso Molecular. Unides para la mol: g-mol, kmol, lb- mol etc ( g-mol es igual a mol )
Las corrientes de proceso son mezclas de liquidos o gases, o soluciones de uno o mas solutos en solventes liquidos. Los sgtes. terminos se usan para definir la composicion de una mezcla de sustancias, que incluya una especie A. Fraccion Masica: xA= masa de A / masa total Unidades: kg A/kg total; g A/g total; lbm A/lbm total. Fraccion Molar: yA= moles of A/ moles totales Unidades: kmol A/kmol total; lb-moles A/lb- mol total Una mezcla de gases tiene la siguiente composicion masica: O 2 16% CO 4% CO 2 17% N 2 63% ¿Cual es la composicion molar?
El peso molecular promedio se refiere al peso molecular de una mezcla (kg/kmol, lbm/lb-mol, etc.). Si yi es la fraccion mol del componente i de la mezcla y Mi es su peso molecular: Si xi es la fraccion masica del componente i de la mezcla y Mi es el peso molecular:
Concentracion Masica (cA): Concentracion Molar (CA): Molaridad:
Para expresar la concentracion de especies traza en mezclas de gases o liquidos. Puede referirse a razon de masas (liquidos) o razon molar (usualmente para gases). Cuantas partes (en gramos o moles) de las especies estan presentes por partes por millon o billon de la mezcla. ppmi= yi x 10^6 ppbi = yi x 10^9
La presion es la razon de una fuerza al area en la cual la fuerza actua (P= F/A). Unidades de Presion: N/m^2 , dinas/cm^2 , lbf/in^2 , psi, Pa.
Presion Atmosferica, Absoluta y Manometrica La presion atmosferica puede ser tomada como la presion en la base de una columna de fluido (aire) localizada en el lugar de medicion (nivel del mar) Un valor tipico de la presion atmosferica al nivel del mar, 760.0 mm Hg, se toma como la presion estandard de 1 atmosfera. La presion de un fluido se expresa como presion absoluta. En un vacio perfecto, la presion es cero. Los instrumentos que miden Presion dan la presion manometrica de un fluido. Una presion manometrica de cero indica que la presion absoluta (presion del fluido) es igual a la presion atmosferica. La relacion entre presion absoluta y presion manometrica es: Presion Atmosferica, Absoluta y Manometrica
Medicion de la Presion de un Fluido Medidores comunes de presion- instrumentos de medida- Manometro Bourdon y manometro. Monometro Bourdon Medicion de la Presion de un Fluido Manometro- tubo en forma de U, parcialmente lleno con un fluido de densidad conocida. Manometro da la medida de la presion en diferencia de presion, ∆ P ( P 1 - P 2 ).
Temperatura de una sustancia en un particular estado de agregacion (solido, liquido, o gas) es la medida del promedio de energia cinetica que poseen las moleculas de la sustancia. Algunos instrumentos de medida: termometro de resistencia, termocupla, pirometro y termometro.
Las sgtes. relaciones se emplean para convertir una temperatura expresada en una escala a su equivalente en otra:
