UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA FACULTAD DE RECURSOS NATURALES RENOVABLES INGENIERIA AMBIENTAL

OPERACIONES UNITARIAS

PRACTICA: BALANCE DE MASA

Integrantes: Sanchez leon, liz jhona Sanchez berrocal, cesar

Ing. Paredes Salazar, José Luis

BALANCE DEMASA Se basa en la ley de conservación de la materia (la

materia ni se crea ni se destruye, solo se transforma) Establece que la masa de un sistema cerrado

permanece siempre constante. La masa que entra en un sistema debe ser igual al salir

de sistema y/o acumularse dentro de el. entradas = salidas + acumulación

Para compuestos específicos en lugar para la masa total del sistema, se introduce el siguiente termino de producción.

entradas + producción= salidas + acumulación

Objetivo:Estimar la cantidad de lodos generados en una unidad de sedimentación y en una unidad de coagulación, por adición de un coagulante, aplicando un balance de masa.

Fundamento teórico Los balances de masa permiten conocer los caudales y

las composiciones de todas las corrientes de un sistema. En n caso general el balance de masa tiene la forma:

Salida – entrada + acumulación= generación

En un sistema en régimen no estacionario las variables físicas, químicas, mecánicas y termodinámicas del sistema no permanecen constantes con el tiempo.

PARA ESTE ESTIMAR LA CANTIDAD DE LODOS GENERADOS SE HACE EL USO DE UN SEDIMENTADOR.

Las etapas a seguir:

preparación. en la que se incluye limpieza verificación del sistema.

operación: para el funcionamiento y toma de muestras del experimento.

analizar las muestras (presencia de solidos suspendidos).

ZONA DE SEDIMENTACIÓN

REBOSECOLECCION

PARTES DEL SEDIMENTADOR

Se trabajó con un equipo de sedimentación que tiene una capacidad de 60 L

TANQUE MARIOTTE

Se empleó además, un tanque Mariotte, que contenía 70 L de mezcla de agua y cocoa a 5000ppm, el cual escurría con un caudal de 777 mL/min al equipo de sedimentación

DATOS Balance de Masa Observaciones: Volumen total del sedimentador: V =

60L Tiempo de retención: 5400s (1.5hrs) Caudal de entrada: 777 ml/min

(teorico); 780ml/min (practico) Volumen de tanque: 80L Masa de la cocoa: 350 gramos

( 5000ppm)

Materiales y metodología Materiales:

Tanque de sedimentado Tanque de agua Manquera Cronometro Cocoa. Vaso de precipitación Probeta

Materiales y metodología Se lleno agua en un tanque a un

volumen especifico. Luego se midió el caudal inicial de la

entrada al tanque de sedimentada. Se observo el proceso de

sedimentación. Se calculo el caudal final denominado

el caudal de la salida del agua. Se determina el tiempo de

residencia.

Materiales y metodología• Determinación de las concentraciones: 1° Colocar a baño maría 2° Evaporar hasta la tercera parte 3° Estufa a 105 ° de 1 a 2 horas 4° Enfriar la muestra en el desecador unos 15

min. 5° Cuando está frío pesar en la balanza

RESULTADOSDeterminación de tiempos y caudales: Tiempos de llenado:

• 1° Toma de muestra a las 12:17 pm / 1° Entrada: 3.86 s• 2° Toma de muestra a las 1:50 pm / 2° Entrada: 4s

Determinación del caudal

Tiempo de residencia teórico:

Toma de tiempos:Hora de salida del tanque: 12:15 pmHora de entrada al sedimentador: 12:17 pmHora de llenado del sedimentador: 1:47 pmHora de llenado total para toma de muestra: 1:47 pm Determinación del tiempo de residencia real

Tomamos muestras de un volumen de 50 ml

Tiempos de llenado:1° Toma de muestra Salida: = 3.35 s2° toma de muestra Salida: = 3.65 s

Determinación de los caudales

• Determinación de las concentraciones:1° Colocar a baño maría2° Evaporar hasta la tercera parte3° Estufa a 105 ° de 1 a 2 horas4° Enfriar la muestra en el desecador unos 15 min.5° Cuando está frío pesar en la balanzaResiduo seco=Wf-Wi

    Wi (g) Wf Residuo Seco

X 1000 (mg)

1ENTRADA

34.9192 35.01 0.0908 90.8

2 39.134 39.28 0.146 146

1SALIDA

33.3126 33.39 0.0774 77.4

2 33.2907 33.4 0.1093 109.3

• Residuo seco para un litro de muestra:Peso en mg →Volumen ocupado en mlx →1000 ml

ACUMULACIÓN=Q0xC0-QsxCsA= L/s×5920 mg/L- L/s×4667.5mg/L=8.62mg/s

  ENTRADA (mg)

X (mg/L) =C0

SALIDA (mg) X (mg/L) = Cs

1 4540

5920

3870

4667.5

2 7300 5465

DETERMINAR:Si la válvula de descarga en el sedimentador convencional debe abrirse cuando la masa del contaminante acumulado supere un máximo de 30% el del flujo másico del contaminante en la entrada ¿Con qué frecuencia debe abrirse dicha válvula si las condiciones de operación son constantes?

Determinamos el flujo másico de entrada:

Entonces recordemos la acumulación:

IV. CONCLUSION Se estimo la cantidad de lodos generados

en una unidad de sedimentación y en una unidad de coagulación, aplicando un balance de masa.

Se estimo una acumulación masica de lodos, de 0.00862 g/s

En una 1.5 hrs, se habrá acumulado 46.55 gramos de lodos.