PRACTICA DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA N°3
BALANCE DE MATERIA SIN REACCIÓN QUÍMICA EN COMPUTADORA
1. OBJETIVO.
Resolver mediante el uso de computadora y Excel ó paquetes de programación, problemas de balance de materia sin reacción química. Prepar Preparar ar softwa software re en estos estos paquet paquetes es que pudiese pudiesen n agiliz agilizar ar los clculo clculoss para para problemas tipo.
2. FUNDAMENTO TEÓRICO.-
!a "o#a de clculo de $icrosoft %ffice que es el Excel, fcilmente puede permitirnos resolver problemas de &alance de $ateria. 'ambi(n mediante el paquete de programación )isual &asic *.+ puede facilitarnos la resolución de problemas, así como el $atlab y muc"os otros. tilizando los conocimientos adquiridos en el curso de -omputación aplicada, podemos fabricar "o#as de clculo que pueden servir como software para resolver problemas tipo, así por e#emplo podríamos preparar la resolución de problemas de tanques en sistema estacionario y en sistema transitorio, lo que nos facilitaría la resolución de problemas de este tipo. En los textos de &alance de $ateria se sugieren algunos problemas que deben de ser resueltos por medios computacionales, lo que indica que ya es de muc"a utilidad esta "erramienta que es de la computadora, para la resolución de problemas. Para esta prctica, resolveremos algunos problemas e indicaremos como poder preparar, software, que nos facilite el traba#o mediante uso de la computadora y de preferencia "aciendo el uso de Excel. Esta Prctica la llevaremos a cabo en cabinas de nternet ya que la escuela no cuenta con tiempo tiempo dispon disponibl iblee de mquin mquinaa para para poder poder resolve resolverr estas estas prcti prcticas cas en nuestr nuestros os laboratorios.
Co!"#$o% &'%(!o% /plicación de la ecuación de conservación gen(rica0 / 1 2E 3 45 6 7 /l sistema representado en la figura 8.9
Ecuación de conservación del componente i, macroscópica0
Ecuación de conservación de la materia total, macroscópica0
B)*)!"% +" ,)$"() " /(," "%$)!(o)(o 0o#")!(o"% !o$()% $uc"os procesos se basan en operaciones continuas, que funcionan en r(gimen estacionario 2las variables no dependen del tiempo5. En r(gimen estacionario se anula el primer miembro 2acumulación5 de las ecuaciones :8.;< y :8.8<, quedando0
4i el balance se realiza de un tipo de tomos, la ecuación de componentes, :8.=<, se simplifica a0
Balance de energía en función de la energía mecánica Es conveniente dejar el balance de energía en función de: trabajo, energía cinética, energía potencial y el trabajo realizado por el fluido al atravesar el volumen de control (PV! "e esta manera, por ejemplo para el caso de un fluido incompresible cuyo fluyo se da por una ca#ería, el balance de energía, en estado estacionario es:
El balance anterior proviene de integrar la ecuación de energía total en la sección de la ca#ería, es decir,
L)% o4)% +" !'*!*o +" E5!"* El potencial de las "o#as de clculo radica en que al escribir l as ecuaciones como fórmulas en las celdas, que toman datos de otras celdas el resultado se despliega inmediatamente. !as "o#as de clculo tienen la capacidad de ser adaptables, flexibles y de fcil uso las cuales son aprovec"ables en estudios de sensibilidad y simulación de los procesos químicos.
8. MATERIALES Y REACTIVOS .>
? -omputadora personal. ? @o#a de -lculo Excel. ? nformación de Aactores de conversión. ? 'ablas 'ablas de resolución res olución de Berivadas e ntegrales. ? Batos de la prctica CD ;.
6. PROCEDIMIENTO PROCEDIMIENTO
PRIMERA PARTE Prep Prepar aram amos os una una "o#a "o#a de clcu clculo lo que que nos nos sirv sirvaa para para pode poderr "acer "acer conv convers ersio ione nes. s. Principalmente para los datos ms utilizados en el curso de &alance de $ateria y Energía. Beber revisarse del curso de -omputación /plicada aquellas funciones que nos faciliten la construcción de esta "o#a. 4i sus conocimientos estn bien frescos respecto a este tema nos permitir avanzar muc"o ms en la prctica.
SEGUNDA PARTE Procederemos a resolver la Practica CD;, mediante el uso de la -omputadora y tratando de construir un 4oftware que nos facilite la resolución de futuros problemas similares. Beben de portar 4& para poder guardar la información que vamos a crear respecto a la solución de este problema y datos a entregrselas.
TERCERA PARTE Resolver otros tipos de problemas diferentes al de tanques con Excel o )isual &asic.
7. NORMAS DE SEGURIDADE 8IGIENE.> 'ener su arc"ivo en constante grabación para evitar perdida de datos o información por una posible colgada del computador.
9. CUESTIONARIO *.9. Preparar una "o#a de clculo para "acer conversiones de unidades de energía
*.;. Preparar una "o#a de clculo para resolver problemas de tanques transitorios
*.8. Bespu(s del secado se determinó que un lote de piel pesa ++ Fg y que contiene GH de su peso en "umedad. Burante el secado s ecado la piel lavada perdió I.9H de su peso inicial cuando cuando se encontraba encontraba "Jmeda. "Jmeda. -alcular0 2a5 el peso de la piel totalmente totalmente seca o exenta de "umedad, en la carga de alimentación inicialK 2b5 -alcular el nJmero de Filogramos de agua eliminada durante el proceso de secadoK 2c5 el porcenta#e de agua eliminada respecto de la cantidad de agua presente.
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&.-. 1 =++ Fg piel tratada &alance de lb piel piel >L estado estacionario 4MC Reacción química E14 /2N/. Piel5 1 ++ Fg2+.85 1 O8G Respuesta a5 &alance de agua0 /2N/, agua51++2+.+Gagua5 6 &295 &alance total / 1 ++ 6& Relación
A =
59 100
=0.591
Bel balance total
A = 900 + 0591 A A = 2200.5 kg………… .. B=1300.5 Respuesta b5 X A =
837 2200.5
=0.38=38
X =1−0.38 =0.62=62
%Agua =
1900.5
( 0.62 )( 2200.5 )
=0.953 … … … .. Rpta c ¿
O.= O.= El agua agua de mar mar cont contie iene ne apro aproxim ximad adam amen ente te 8.IH 8.IH en peso peso de sóli sólido dos, s, un evaporador que produce 9++ QgM " de agua pura para beber, descarga una corriente residual que contiene 9IH en peso de sólidos. -ul debe ser la velocidad de alimentación del evaporadorS /gua1 9++ Qg
/gua1 +.+*I
E)/P%R/B%R
4ólidos1 +.+8I
4ólidos1 +.9I
. DISCUSIÓN DE RESULTADOS.En la prctica que "emos realizado cabe resaltar que la obtención de datos realizados en la anterior prctica influir muc"o en esta, ya que se ingresa todos los datos en Excel, y variaría el resultado tanto en datos y en grficos propiamente dic"os.
. CONCLUSIONES.-on la resolución de la prctica se resalta que diversos problemas de ingeniería en cuanto a &alance de $ateria se pueden llevar a cabo con sistemas en Excel , )isual &asic, $atlab, en este caso EN-E! de muc"a ayuda a la solución de estos mismos, sobre todo los que son a grande escala, llam(moslo industrial, y los ms sencillos tambi(n.
=. RECOMENDACIONES.4e podría "acer me#or esta prctica , si tenemos una base de datos para ingresar adecuada, así mismo esto nos llevaría a resultados expresados tanto en fórmulas a calcular en Excel y sus respectivas grficas ms a#ustadas, y sin muc"o margen de error.
1>. BIBLIOGRAFÍA."ttps0MMprocesosbio.wiFispaces.comM&alance6de6$ateria6y6EnergH-8H/Ba "ttps0MMcampusvirtual.ull.esMocwMmodMfolderMview.p"pSid199+
