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BALANCE DE MATERIA Y ENERGA
PI 111/A
Profesor :
Ing. Mag. Abel Vergara
Sotomayor
UNIVERSIDAD NACIONAL
DE INGENIERA
DIAGRAMAS DE FLUJO
Diagrama entrada - salida
Diagrama de flujo de
bloque genrico
Estequiometra de la
reaccin qumica
Condiciones de
procesos preliminares
Diagrama de flujo de
bloques ( BFD )
Diagrama de flujo de
proceso ( PFD )
Balance de material
preliminar
Balance de materia y
energa y especificaciones
de equipo
Diagrama de tuberas e
instrumentacin ( &ID )
Informacin mecnica e
instrumentacin
Tolueno ( C6H5CH3 ) Benceno ( C6H6 )
Metano ( CH4 )Hidrgeno ( H2 )
C6H5CH3 + H2 C6H6 + CH4
DIAGRAMA DE FLUJO EN BLOQUE
ENTRADA-SALIDA
Descarga al
ambiente
Subproductos
Productos
Alimentacin
PREPARACIN
ALIMENTACIN
AL REACTOR
REACTOR
PREPARACIN
ALIMENTACIN
AL SEPARADOR SEPARADOR
CONTROL
AMBIENTAL
RECICLO
DIAGRAMA DE FLUJO DE
PROCESO EN BLOQUES
El diagrama de bloques representa uno o varios equipos
Conventional scale-up procedure
(production data apply to bulk chemicals).
Balance de Materia y
Energa es un curso
bsico de la ingeniera de
procesos
DIAGRAMAS DE FLUJO
CORRIENTES Y AUXILIARES
CONCEPTOS
MOL
Segn el Comit Internacional de Pesas y Medidas es la cantidad de una
sustancia que contiene tantas entidades elementales como tomos hay en
12 g de Carbono 12, o sea 6.023 x 1023 ( mol ).
DENSIDAD
Es la razn de la masa ( de un material ) por unidad de volumen ( del
material ).
CONCENTRACION
Es la razn de una cantidad de material dentro de un conjunto de materiales,
y estas son :
Porcentaje en volumen Fraccin molar Solubilidad
Porcentaje en peso Molaridad Partes por milln
Normalidad
La concentracin de los gases se da en fraccin molar, a menos que se indique
especficamente otra cosa.
La concentracin de los slidos y lquidos se da en porcentaje en peso, a
menos que se indique especficamente otra cosa.
TEMPERATURA
PRESIN
Relationships among the absolute, atmospheric, gage and vacuum pressures
CONVERSIN DE UNIDADES
Ejemplo
El hacer vino conlleva a una serie de reacciones complejas, la mayora de las cuales son realizados por microorganismos. La concentracin inicial de azcar determina el contenido de alcohol y dulce del vino. La densidad al inicio del proceso se ajusta en el tiempo de almacenamiento hasta alcanzar la calidad deseada del vino.
La densidad al inicio del proceso es 1.075 g / cm3 y contiene 12.7% de azcar. Si todo el azcar se asume como C12H22O11, determinar :
a.- kg de azcar / kg de H2O b.- lb de solucin / ft3 de solucin c.- g de azcar / L de solucin
La conversin de unidades se realiza multiplicando cualquier nmero y sus unidades por
factores de conversin.Los factores de conversin son razones adimensionales con diferentes sistemas de unidades o de sistemas diferentes que son iguales a 1 u otros.
11
b.-
Dato
1
c.-
Relacin que expresa lo mismo
que el 1er trmino pero en
fraccin de H2O
12.7 kg azcar + 87.3 kg H2O
a.-
Solucin
Relacin que expresa lo mismo que el 1er trmino pero en fraccin de H2O 12.7 kg azcar + 87.3 kg H2O
CONSISTENCIA DIMENSIONAL
Ambos lados de las ecuaciones deben ser dimensionalmente consistentes o iguales.
Ejemplo
Un manual indica que el grabado de microchips se ajusta aproximadamente a
la relacind = 16.2 - 16.2 e-0.021 t t < 200
donde " d " es la profundidad del grabado en micras ( micrmetros m ) y " t " es eltiempo de grabado en segundos Qu unidades se asocian a los nmeros 16.2 y 0.021? y convierta la relacin de modo que " d " se exprese en pulgadas y " t " en minutos.
Solucin
Como " d " est en m y e-0.021 t es adimensional, entonces para que la igualdad delos trminos de la ecuacin se establezca las unidades de los coeficientes 16.2 es m.
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