UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILFACULTAD DE INGENIERA QUMICA CARRERA INGENIERIA QUIMICA CALCULO DE INGENIERIA II(303)TEMA:EJERCICIOS DE BALANCE DE ENERGIAPARALELO:TERCERO: CINTEGRANTES:KAREN LLERENA GINGER FIGUEROA GEMA SANCHEZ JAEL GUERRERO JENNIFFER CEVALLOS

PROFESOR: ING. JOSE VALDEZ

FECHA DE ELABORACION: 30 DE MAYO DEL 2014

FECHA DE ENTREGA: 5 DE JUNIO DEL 2014

GUAYAQUIL-ECUADORPROBLEMA RESUELTO.-EJEMPLO 8.6-1 Balance de energa en un proceso de un componenteSe mezclan dos corrientes de agua a fin de formar la alimentacin a una caldera. A continuacin figuran datos del proceso.Corriente de alimentacin 1: 120 kg/min @ 30CCorriente de alimentacin 2: 175 kg/min @ 65CPresin de la caldera: 17 bares (absoluto)El vapor de salida emerge de la caldera a travs de una tubera de 6cm de dimetro interno (di). Calcular la alimentacin de calor requerido en la caldera, en kilojoules por minutos si el vapor que emerge se encuentra saturado a la presin de la caldera. Despreciar las energas cinticas de las corrientes de lquido a la entrada. SOLUCION: 120 kg H2O (l)/min 30C, =271.9 kJ/kg 295 kg, H2O (v)/min 175 kg H2O (l)/min 17 bares, saturados (104C) 65C, =271.9 KJ/kg =2793 KJ/kg Tubera de 6cm de Di Calor Q (KJ/min)BASE:SISTEMA:Q + WS = H + EK + EP WS =0: no hay partes mviles Ep =0: generalmente supuesto as a menos que se produzcan desplazamientos a travs de grandes alturasQ = H + EK

Evaluar H.-A partir de la ecuacin 8.4-14.H =salida ni i - entrada ni i H = 295kg 2793kj 120kg 125.7kj 175kg 271.9kj = 7.61x105 kJMin kg min kg min kg minEvaluar EK .-A partir de la tabla B-5, el volumen especfico del vapor saturado a 17 bares es 0.1166 m3/kg, y la seccin transversal de la tubera de 6 cm de Di es:A = R2 = 3.1416 (3.00)2 cm2 1m2 = 2.83x10-3 m2 104 cm2La velocidad del vapor es:V (m/s) = V (m3/s) / A (m2) = 295kg 1min 0.1166m3 Min 60 s kg 2.83x10-3m2 =202 m/sEntonces, dado que las energas cinticas de las Corrientes de entrada se suponen despreciables, Ek = (EK) vapor = mv2/2gcEk = 295kg/min (202)2m2 J. s2 1kJ = 6.02x103Kj/min 2 s2 1 kg. m 103JFinalmente: Q = H + Ek Q = {(7.61X105) + (6.02X103)} KJ/min Q = 7.67X105Kj/min

EJEMPLO 8.6-2 Balance de energa en un proceso de dos componentesDebe calentarse una corriente gaseosa que contiene 60% en peso de etano y 40% de butano, desde 70F hasta 220F, a una presin de 30 PSIA. Calcular el suministro de calor requerido por libra de mezcla, despreciando cambios de energa cintica y potencial y empleando datos tabulados de entalpia para C2H6 y C4H10.

1lbm @ 70F, 30 psia 220F, 30 psia 0,6 lbm C2H6, 453.9 Btu/lbm 0,6 lbm C2H6, 522.8 Btu/lbm 0.4 lbm C4H10, 164.9 Btu/lbm 0.4 lbm C4H10, 227.5 Btu/lbm

Q (Btu) No se requieren balances de materia ya que solo hay una corriente de entrada y una de salida, de manera que es posible proceder directamente al balance de energa. Q + WS = H + EK + EP WS = 0(no hay partes mviles) EK = 0, EP = 0(hiptesis)Dado que los materiales de proceso son todos gases, podemos establecer que las entalpias de cada corriente sean equivalentes a la suma de las entalpias de los componentes individuales y escribir:H =comp. de salida ni i - comp. de entrada ni i H = 0.6 lbm C2H6 522.8 Btu + 0.4lbm C4H10 227.5 Btu lbm lbmH = - (0.6) (453.9) (0.4) (164.9) = 66.4 Btu

EJEMPLO.- 8.6-3 Balances simultneos de materia y energaSe descarga vapor saturado a 1 atm de una turbina con un flujo de 1000kg/hr. Se requiere vapor sobrecalentado a 300C y 1 atm como alimentacin a un intercambiador de calor; para producirlo, se mezcla la corriente de descarga de la turbina con vapor sobrecalentado disponible a partir de una segunda fuente a 400C y 1 atm. La unidad de mezclado opera adiabticamente. Calcular la cantidad de vapor producida a 300C, y el flujo volumtrico requerido de la corriente a 400C.Solucin:Las entalpias especficas de las dos corrientes de alimentacin y de la corriente de salida se obtienen a partir de las tablas de vapor, y se incluyen en el diagrama de flujo que se muestra a continuacin. Descarga de tubera 1000kg H2O (v)/hr

1atm, saturado (100C) = 2676 kJ/kg N2 [kg H2O (v)/hr] N1 [kg H2O (v)/hr] 300C, 1atm 400C, 1atm = 3074 kJ/kg = 3278 kJ/kgEn este proceso hay dos incgnitas n1 y n2 y solo un balance de material permitido.Balance de materia sobre el agua: 1000 + n1 = n2 (kg/hr)Balance de energa:Q + WS = H + EK + EP Q = 0 (el proceso es adiabtico) WS = 0 (no hay partes mviles) EK = 0, EP = 0 (por hiptesis)H =salida ni i - entrada ni i H = 1000kg 2676kJ + (n1) (3278) = (n2) (3074)La resolucin simultanea de (1) y (2) da:N1 = 1951 kg/hrN2 = 2951 kg/hr flujo de productosDe la tabla B-6, el volumen especifico de vapor a 400C Y 1 atm (= 1 bar) es de 3.11 m3/kg. El flujo volumtrico de esta corriente resulta entonces:1951 kg 3.11 m3 = 6070 m3/hr Hr kgEJEMPLO.- 8.7-1 La ecuacin de BernoulliFluye agua a travs de un sistema que se esquematiza ms abajo, con un flujo de 20 litros/min. Estimar la presin requerida en el punto 1 si las prdidas por friccin resultan despreciables.

50m 2 Tubo de 1cm de Di P2 = 1atm

1 Tubo de 0.5cm de Di 20 litros de H2O/min P2 = Solucin:Todos los trminos de la ecuacin de Bernoulli, la ecuacin 8.7-3, se conocen salvo P, la variable a determinar, y v2, la cual debe calcularse a partir del flujo de lquido conocido y los dimetros de la tuberas de entrada y salida.Velocidad:V (m/s) = V (m3/s)/A (m2)El flujo volumtrico debe ser el mismo en los puntos (1) y (2). (Por qu?)

v1 = 20 litros 1 m3 104 cm2 1 min = 17.0m/s min 103 litros (0.25)2 cm2 m2 60 s

v2 = 20 litros 1 m3 104 cm2 1 min = 4.24m/s min 103 litros (0.5)2 cm2 m2 60 s

v2 = (v22 v12) = (4.242 17.02) m2/s2 = -271.0m2/s2

Ecuacin de Bernoulli (ecuacin 8.7-3):

P (N/m2) + v2 (m2/s2) + g (m/s2) z (m) = 0 p (kg/m3) 2. gc (kg. m/s2 . J) gc (kg. m/s2. J)

P = (P2 P1) p = 1000 kg/m3 v2 = -271.0 m2/s2 gc = 1 kg. m/s2. Jg = 9.81 m7s2 z = z2 z1 = 50m

P2 - P1 - 135.5 + 490 = 0 (J/kg) 1000 P2 = 1 atm = 1.01325x105 N/m2P1 = 4.56X105N/m2 = 4.56x105 Pa = 4.56 baresEJEMPLO 8.7-2 Vaciado por sifnDebe vaciarse la gasolina (p = 50lbm/pies3) de un tanqueLa perdida por friccin en la tubera es F=0.8 pies . lbf/lbm . Estimar cuanto tiempo insumir vaciar mediante sifn cinco galones, despreciando el cambio en el nivel de lquido del tanque de gasolina durante este proceso, y suponiendo que tanto el punto (1) (sobre la superficie de lquido en el tanque de combustible) y el punto (2) (en el tubo, junto a la salida) se encuentra a 1 atm.

Manguera de de Di 1

2.5 pies 2

Solucin:Punto 1: P1 = 1 atm, v1 = 0 pies/s, z1 = 2.5 piesPunto 2: P2 = 1 atm, v2 = z2 = 0 piesBalance de energa mecnica (ecuacin 8.7-2):(P/p) + (v2/2gc) + [(g/gc)(z)] + F = WS/m P = 0 v2 = v22(pies2/s2) Gc = 32.174lbm * pie/lbf *s2g/gc = 1 lbf/lbm z = -2.5 pies F = 0.8 pie * lbf/lbm Ws = 0 v22 - 2.5 + 0.8 = 0 (pie*lbf/lbm)(2)(32.174)v2 = 10.5 pies/sEl flujo volumtrico del lquido en un tubo es :V(pie3/s) = v2(pie/s) * A(pie2)V = 10.5 pies (0.125)2 1 pie2 = 3.58x10-3 pies3/s S 144 pulg2 t (s) = volumen del vaciado (pies3)Flujo volumetrico (pies3/s) t = (5galon) (0.1337pie3/gal) = 187 s = 3.11min 3.58x10-3 pies3/s 60s/minEJEMPLO 8.7-3 Generacion de energia hidrulicaFluye agua desde un recipiente elevado a travs de un conducto hasta una turbine ubicada en un nivel inferior, y sale de la turbina por una tubera similar a la anterior. En un punto ubicado a 300 pies por encima de la turbina, la presin es de 30 psia, mientras que en un punto ubicado a 10 pies por debajo de la turbina, la presin es de 18 psia. Cul debe ser el flujo de agua si la turbina produce una potencia de 1000hp?130 psia

300 pies

10 pies Ws = -1000hp 2 18 psiaSolucin:No se proporcionan datos referidos a la perdida por friccin, de manera que se establecer F = 0, reconociendo que al as hacerlo se introduce un error en los clculos. Dado que los dimetros de los conductos en los puntos 1 y 2 son iguales y que considerarse al agua como incompresible, v2 = 0. La ecuacin 8.7-2 deviene entonces:P + g z = WsP gc m

m = Ws / (P/p + g/gcz) WS = -1000HP 550 pies . lbf/s = -5.50x105 pies . lbf/s Hp P = (18 30) lbf 144 pulg2 = -1728 lbf/pie2 Pulg2 pies2 p = 62.4 lbm/pie3 g/gc = 1 lbf/lbm Z = -310 pies

m = 1629 lbm/s6) Se bombea agua desde una torre de enfriamiento hasta un condensador ubicado sobre una plataforma colocada 20m por encima de la torre. Si el flujo de agua es de 10lt/min, aQue ritmo, en J/min est cambiando la energa potencial del agua?Datos:Q= 10lt/minY= 20mEk+Ep+H=Q+WEp=W Ep=mgYEp=?

20 m

m=10lt/min (1kg/lt) =10/min Ep=10kg/min (9.8m/s2)(20m)=1960 J/min//R

7) Entra metano a una tubera de 3cm de DI, a 30C y bares, con una velocidad media de 5m/s, y emerge en un punto ubicado 200m por debajo del punto de entrada, a 30C y 9 bares. Calcular Ek y Ep para el gas en J/s (watts) suponiendo que el metano se comporta como un gas ideal, y suponiendo que significa (valor final- valor inicial).Datos: 30C METANO

V= 5m/s P= 10 bar

30C 9 bar m = 5 m (1.5)2 m2 1 m3 273 K 10 bar 1 kg-mol 16.0 kg = 0,0225 kg sg 104 cm2 303 K 1.01 bar 22.4 m3 1 k-mol s

nRT2 = P2V2 V2 = P1 v2(m/sg) * A(m3) nRT1 P1V1 V1 P2 v1(m/sg) * A(m3)

v2 = (5m/sg)(10bar/9bar) = 5,56 m/sgEk = m V2Ek = (0,0249 kg/sg) (5,552 5,02)m/s2Ek) = 0.0591 J 1 Kw = 0, 06 Kw S J/s

Ep = m * g * hEp = (0,0225kg7sg) (9,8m7sg2) (0 200)mEp = -49,1 Watts8) El lector ha adquirido recientemente una gran superficie de terreno en la jungla amaznica, a un costo extremadamente bajo. Se muy satisfecho consigo mismo hasta llegar a dicho lugar y descubrir q la fuente de energa elctrica ms cercana se encuentra a 1500 millas de distancia, un hecho que el cuado del lector, quien acto como agente de bienes y races, olvido mencionar por algn motivo. Dado que la tienda de abarrotes de la localidad no posee cables de extensin de ms de 1500 millas de longitud, el lector decide construir un pequeo generador hidroelctrico, al pie de una cascada cercana de 75 metros de altura. El flujo de la cascada es de 105m3/h, y se anticipa un consumo de 750 kW/semana para el funcionamiento de la iluminacin, aire acondicionado y televisin. Calcular la mxima energa tericamente disponible en la cascada, y comprobar si alcanza para cubrir dichas necesidades.

75m

Ep = m * g * h

Ep = 105 m3 103lt = 1x108kg = 24hr 7 dias Hr 1m3 hr dias semanaEp = 1,68x1010kg/semana

Ep = (1,68x1010kg) (9,8m/sg2) (0- 75)m Ep = -1,2348x1013J 1Watts = -1,23x1013Watts Sg 1J/sg

Ep = -1,23x1010Kw 1hr = -3,416x106Kw-hr Sg semana

9) Representar y simplificar la ecuacin de balance de energa de sistema cerrado para cada uno de los siguientes procesos, y establecer si los trminos de calor y trabajo distintos de cero resultan positivos o negativo. Se presenta la siguiente solucin de la parte.a) El contenido de un recipiente cerrado se calienta desde 25C hasta 80C.b) El recipiente de la parte (a) se quita del mechero, y se enfra nuevamente hasta 25C.c) Se lleva a cabo una reaccin qumica en un reactor adiabtico cerrado (perfectamente aislado).El sistema consiste en el contenido del reactor.d) Repetir (c) solo que suponiendo que el reactor es isotrmico en vez de adiabtico y cuando la reaccin se llev a cabo adiabticamente aumento la temperatura dentro del reactor.

Solucin:Q + W = U + Ek + E p W=0 (no hay partes mviles o corrientes generadas) Ek= 0 (el sistema es esttico) Ep = 0 (no se produce cambios en la altura)Q = UQ > 0 (se agrega calor al sistema).Q + W = U + Ek + Ep

Q=UEp= 0 No hay cambio de alturaEk= 0 No se mueveW= 0 No hay corrientes generadasQ + W = U + Ek + E p

U =0

Ep= 0 No hay cambio de alturaEk= 0 No se mueveW= 0 No hay corrientes generadasQ= 0 El Sistema es adiabtico( No intercambio de calor)

Q=UQ + W = U + Ek + E p Pero Q < 0

Ep= 0 No hay cambio de alturaEk= 0 No se mueveW= 0 No hay corrientes generadas 10) Se calienta un cilindro vertical provisto de un pistn mvil, lo cual provoca que el gas dentro del cilindro se expanda; esto traslada al pistn hasta una nueva posicin de equilibrio. Elaborar el balance de energa para este proceso, tomando al gas en el cilindro como el sistema y despreciando Ep.SOLUCION.-Base: 1hrSistema: Cilindro W(-1)

Q + W = U + Ek + Ep

W= -Q

Ek=0 No se mueveEp=0 Se despreciaU=0 Depende de T; este no vara porque obtiene una nueva posicin de equilibrio.11) Se agregan 200 caloras aun sistema cerrado, y se efecta trabajo sobre el sistema en una cantidad equivalente a 3.622 litroatm. Calcular U (J) para este proceso, suponiendo que los cambio en energa cintica y potencial resultan despreciables.(Utilizar la tabla de constantes de los gases de la pg. 000 a fin de determinar el factor necesario para convertir litroatm a joules).SOLUCION.-Base: 1 litroSistema: Sistema Cerrado

200cal U = ? Joules

W =2,622lt-atm

Q + W = U + EK + EP Q + W = U U = 836, 8 J + 366, 9 JU = 1203, 7 J CERRADO

200 cal 4,184 J = 836,8 J 1 cal3,622 lt-atm 101,300 Pa 1 m3 = 366,91m3 . Pa 1 J = 366,91 J 1 atm 100 lt m3 . Pa

12) Un cilindro con un pistn mvil contiene 3 litros de un gas a 30C y 5 atm. Se introduce el pistn lentamente, comprimiendo al gas hasta 8 atm.a) Si se considera que el gas en el cilindro es el sistema, y despreciando Ep , establecer y simplificar la ecuacin de balance de energa.b) Suponer que el proceso se lleva a cabo isotrmicamente, y que el trabajo de compresin sobre el gas equivale a 7.05 litrosatm. Si el gas es ideal de tal modo que es una funcin solo de T, Cunto calor (en joules) se intercambia con los alrededores? (Establecer si el gas gana o pierde dicho calor).c) Suponer que el sistema es adiabtico en vez de isotrmico, y que aumenta a medida que lo hace T. La temperatura final del sistema resultara mayor, igual o menor de 30C? (Sealar brevemente los razonamientos utilizados).

SOLUCION.-Base: 1 litroSistema: un cilindro con pistn W = (+)

5 atm 8 atm

a) Q + W = U + EK + EP Q = -W

b) Q + W = U + EK + EP

Ep = 0 (no se mueve) Ek = 0 (no hay altura)U = 0 (no cambia) Q = -WQ = 7,05 lt-atm 1 m3 101,30 Pa = -714,16 m3 . Pa o -7, 14,16 J el sistema pierde calor 1000 lt 1atm

c) Q + W = U + EK + EP

Q = 0 (adiabtico)

U = WComo el proceso es adiabtico no habr transferencia de calor o sea que la temperatura permanece constante.

21) Simplificar la ecuacin de balance de energia del sistema abierto (ecuacin 8.4-15) para cada uno de los siguientes casos.-Establecer, cuando ello sea posible, si los trminos de trabajo de eje y de calor distintos de cero son positivos o negativos. Se ofrece la solucin de la parte (a) como ilustracin(a) Entra vapor a una turbina rotativa y hace girar un eje conectado a un generador. La entrada y salida del vapor se encuentra a la misma altura. Parte de la energia se pierde a los alrededores como calor.

Solucin:

Q+W=H+EK+EP

Ep=0 (depreciable)H+EK=Q+WS

Q es negativoWS es negativo

(b) Se calienta una corriente continua de proceso desde 25 hasta 300C.La velocidad media del flujo es la misma a la entrada que a la salida, y no hay cambio en la elevacin entre estos puntos

Q + W = H + Ek + E pV1 = v2

Q = HEk = 0Ep = 0 Q = + Ws = 0 por que no se realiza trabajo

(c) Se produce una reaccin qumica en un reactor continuo que no contiene partes mviles. Los cambios en la energia cintica y potencial resultan despreciables.(d) Q + W = H + Ek + E p(e) Ek = 0(f) Ep = 0(g) Q = +/- dependiendo de la reaccin (h) Ws = 0 no hay partes mviles

H = Q (+/- depende de la reaccin)

22.- Establecer y simplificar la ecuacin de balance de energia para los siguientes sistemas abiertos.a) Para agua a travs de la compuerta de un dique y cae sobre el rotor de una turbina el cual hace girar un eje conectado a un generador. La velocidad el fluido a ambos lados del dique resulta despreciable i el agua sufre cambios insignificantes en su presin i temperatura entre la entrada y salida del sistema.

Q + Ws = H + Ek + Ep

Ep =Ws

Ep=WsEK=0 su velocidad es despreciableP=0 y T=0 entonces H = 0T=0 entonces Q= 0b) Se bombea petrleo crudo a travs de un oleoducto. La entras de la tubera se encuentra a 200m por encima de la salida, el dimetro de la tubera es constante y la bomba se encuentra ubicada cerca del punto medio de la tubera. El calor generado por friccin en la tubera se disipa a travs de las paredes de la misma.

Q + Ws = H + Ek + Ep

Q + Ws = H + Ep

D= constanteV1=V2EK=0 Q= - porque se pierdeWs= - porque la bomba entrega energa para mover el petrleo23.- Deben precalentarse 100 kg-moles por hora de aire desde 25 a 150C, antes antes de que este se penetre a un horno de combustin. El cambio de entalpia especfica asociado con esta transicin es de 870 cal/mol. Calcular el requerimiento de calor en KW, suponiendo depreciables los cambios en energa cintica y potencial. Datos N1 = 100Kg moles/hT1 = 25CT2 = 150CN2 = ?Q = ?

Balance de Energia H + Ek + E p = Q + WsQ = Q = m ( salida entrada)Q = (100 kgmoles/h) (1000gmol/h) (870cal/mol) (1kcal/1000cal) (4,186KJ/1Kcal) (1h/3600s)

Q = 101,2 Kw

24.- Se expande vapor, que se encuentra a 260C y 7 bares (presin absoluta) atrs de una vlvula a 200Cy 4 bares. El calor perdido hacia los alrededores resulta despreciable y la velocidad de acercamiento del vapor tambin resulta despreciable. La entalpia especifica del vapor es de 2974 KJ/Kg a 260C y 7 bares y de 2860 KJ/Kg a 200C y 4 bares.a) Utilizar la ecuacin de balance de energia para sistemas abiertos para calcular la velocidad del vapor de salida.b) suponiendo que le vapor se comporta como un gas ideal, utilizar las entalpias especificas dadas para calcular el valor de U del vapor tanto a las condiciones de entrada como a las de salida.a) + Ek + E p = Q + WsEk + H = 0k = - m = - (Hf Hi) m Vi = 2 (Hi Hf) = 2 (2774 2860) KJ/Kg [(1000J/1KJ)(1Nm/1J)(Kg m//1N)]

= 477,5 m/s = b) Energia Interna inicialU = APVUi = Hi Pi Vi Ui = 2974 KJ/Kg - 7 bares (99,8818 KPa/ 1 bar) 0,38288 /KgUi = 2974 KJ/Kg - 267,69 KPa /Kg (1 KN/1Kpa) (1KJ/1KN)

Ui = 2706,31 KJ/Kg

Vi/Kg = 2706,31 KJ/kgVi 2706,31 KJ Energa interna final Uf = f Pf Vf Vi (4 bares) = 2,864565 /Kg a 473 kUf = 2860 KJ/Kg 4 bar (99,8818 KPa/1bar) 0.864765 /Kg Uf = 2860 KJ/Kg 86,37 KPa /Kg (1 KN//1KPa) (1KJ/1KNm)

Uf/Kg =2773,63 KJUf/Kg = 2773,63 KJ/Kg

38.- se mezclan adiabticamente 2 corrientes de agua lquida. La primera corriente entra al mezclador a 30C a razn de 150 g/min, mientras que la segunda entra a 85C con un flujo de 230 g/min. Realizar un balance de energa para este proceso, y utilizando para calcular la entalpia especfica y, en consecuencia (a partir de las tablas de vapor) la temperatura de la corriente de salida (vase el ejemplo 8.6-1).Datos N1 = 150 g/min N2 = 230 g/min N3 = ?T1 = 30C T2 = 85CT3 =? 1 = 125.7 KJ/Kg 2 = 347.5 KJ/Kg3 = ?

Balance de Energa Q + W = H + Ek + E pH = 0H = N3 * 3 N1 * 1 N2 * 2N1 * 1 + N2 * 2 = N3 * 3(380 g/min * 1 Kg/1000g *60 min / h) * 3 = [(150 g/min * 1Kg/1000g *60 min / h) (125.7 KJ/Kg) +(230 g/min * 1Kg/1000g *60 min / h)(355.9KJ/Kg) ](22.8 Kg/h) * 3= (9 kg/h) (125.7 KJ/Kg)+(13.8 Kg/h) (355.9 KJ/ kg)

=3 (1131.3+4911.42) Kg/h * KJ/Kg 22.8 Kg/h

3= 265.03 KJ/Kg

Calculo de 2 T

=(84-86)(351.7-360.1) (84-85) (351.7-x)(351.7-x) *(-2)=(-8.4) *(-1)-703.4* 2x= 8.4

=X (8.4+703.4) C 2

2=355.9 KJ/Kg

39.- Una turbina de descarga 200Kg/h de vapor saturado a 1 atm. Se desea genera vapor a 200C y a 1 atm mediante el mezclado de la turbina con una segunda corriente de vapor sobre calentado a 250C y 1 atm. a) si deben generarse 300 Kg/h de vapor producto. Cunto calor debe agregarse al mezclador? (vase el ejemplo 8.6-1).

Datos:N1=200 Kg/h; 1 atmN2=?N3=300 Kg/hT2= 250 C ; 1 atmT3=200 C; 1 atm

Balance de energa

Q + W = H + Ek + Ep Q = H H =ni i - ni i H = 300 Kg/h (2784,46 KJ/Kg) 100 Kg/h (2972 KJ/Kg) 200 Kg/h (2675,4 KJ/kg) H = 3056 KJ/h = 3058 KW

Q= 3058 Kw

40.- Se almacena vapor en 2 compartimientos de una cmara aislada. Inicialmente hay 1.5 lbm de vapor a 14.7 psia y 212F en el comportamiento de A y vapor a 30 psia y 280 F en el comportamiento de B. se quita la barrera que separa a ambos compartimientos y se establece finalmente el equilibrio. La energa interna final del sistema es de 1080.0 Btu/lbm. Mediante el empleo de tablas de vapor cuando estas sean necesarias, calcular la masa de vapor que se encuentra inicialmente en el compartimiento B. (Nota. El diagrama de flujo para este sistema cerrado debera parecerse a aquel del ejemplo 8.6-1)

PROPORCINES DE FLUJO MOLAR DEL ALIMENTO Ni: 300L/H* * = 14.7 MOL/HN2 = 200L/H* * * = 9 MOL/HBalance del propano Nc3H8= * + 900 mol/H * = 6,54

BALANCE TOTALNC4H10 = (14,7 + 9 + 6,54 ) mol C4H10 / HNC4H10= 17,16 mol C9H10 lb

Habilidades:Identificar la base de calculoTener a la mano las tablas y factores de conversin para la resolucin de los ejercicios propuestos.La interpolacin muy til en estos ejercicios de esta claseDificultades :No saber realizar balance de material No comprender los ejercicios Como fueron superadas: Pidiendo la enseanza de balance de materia y leyendo Felder