Descripción: PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA APLICADOS A LA INDUSTRIA ALIMENTARIA
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Universidad Nacional Del Callao FIQ Curso: Balance de Materia Y Energía
Grupo Horario: 01Q
Profesor: Ing. Fabio Rangel Morales
Tarea #: 1
Fecha de Asignación: 29 de Agosto del 2012
Grupo #: 3 Integrantes: Huillca Avila Evelyn Colette
1) 1000 Kg/h de una mezcla de benceno y tolueno conteniendo 50% benceno es separada en dos fracciones mediante una disolución. El flujo masa del benceno en la cabeza de destilación es de 450 K g/h y el tolueno en la cola es de 475Kg/h. La operación es en estado estacionario. Calcular: Grado de libertad Los flujos de masa de benceno y tolueno en la cola y cabeza de destilación respectivamente benceno 450Kg/h N2 tolueno X
M1=1000 WB1=0.5 WT1=0.5 benceno Y N3
tolueno 475Kg/h
NVI
NCE
NEB
NFI
NR
GL
6
0
-2
-3
1
0
Encontramos el grado de libertad de la que es 0 osea que existe solución única
M1=M2+M3
1000=M2+M3
M1WB1=M2W2B+M3W3B mB3=50Kg/h M3=mB3+mT3
1000*0.5=450+m 3B
M3=50+475=525 Kg/h
2) Un operador opera en régimen estacionario se alimenta con 50000 Kg/día de una disolución acuosa que contiene 8% de NaOH, 10% NaCl. Del evaporador sale 3 corrientes V= vapor de agua pura, S=solución de cuya composición es 50% NaOH, 2% NaCl y 48% H 2O, C=una suspensión que contiene 95% de cristales NaCl y 5% de una solución concentrada de composición igual a la de corriente S. Todos los porcentajes están expresados en % en peso Calcule el grado de libertad Los flujos de Kg/día de las corrientes V,C y S V
WH2O=1 5000 F
S WOHS=0.5 WCls=0.02
WOHF=0.08
wH2OS=0.48
WClF=0.10 WH2O=0.82 C
WClc=0.95
0.5
wsolc=0.05
0.02
WClc=0.951 0.48 WH2O=0.024
W OHC= 0.025
Encontramos el grado de libertad hallando las variables de la ecuación: NVI
NEB
NFE
NCE
GL
10
-3 -1 6 0 El grado de libertad de la ecuación es cero quiere decir que hay una solución
Balance total F=V+S+C Balance de OH FWOHF=SWOHs+CWOHc 5000*0.08=S*0.5+C*0.025 Balance de H 2O FWH2OF=VWH2OV+SWH2OS+CWH2OC 5000*0.82=V1+S*0.48+C*0.024 Balance de Cl FWCLF=SWClS+CWClC 5000*0.10=S*0.02+C*0.951 Simultáneamente resolviendo las ecuaciones:
Los flujos son: C=509.4736842Kg/día S=774.5263158 Kg/día V=3716Kg/día
1.- un destilador trabaj continuamente alimentándose con 100Kmol/h de una mezcla de benceno y tolueno a razón: X B= 0.35 a una temperatura de 100 oC y 1atm. Calcular el gasto en Kmol/h del destilado y el residuo. N2 = D X2B=0.45 X2T=0.55
N1= 100
N3= R X3B=0.26
X1B=0.35
X 3T=0.74
X1T=0.65
Hallando los grados de Libertad NVI
6
NBI
-2
NFE
-1
NCE
-1
NR
0
GL
2
esto quiere decir que hacen faltan datos
Del diagrama T B-T a 100oC
Se tiene Que las Composiciones del Líquido con el Vapor Son respectivamente X3B = 0.26, X 2B = 0.45
Actualizando G.L. con los nuevos Datos:
NC = -3
G.L = 0
Del balance general: N 1 = N2 + N3 Balance De Benceno:
N 1 *(0.35) = N2*(0.45) + N3*(0.26)
Balance De Tolueno:
N 1 *(0.65) = N2*(0.55) + N3*(0.74) * (-0.45/0.55)
2.- Un destilado simple trabajando Continuamente se aLimenta con una Solucion que tiene 3 Hidrocarburos A, B , C con 10%A , 20%B , 70%C . Para el Destilado La composición es X A= 0.9, X B=0.08, X C= 0.02. Si se Sabe Que el Destilado es el 9% de la alimentación, Calcule la composición Del residuo. Dato: 0.09A = D
N2 = 9Kmol/h X2 A=0.9 X2B=0.08 X3C=0.02 A=N1= 100
N3= 91Kmol/h X3 A=
X1 A=0.1
X3B=
X1B=0.2
X 3C=
X3C=0.7
Hallando los grados de Libertad NVI
9
NBI
-3
NFE
0
NCE
-4
NR
-1
GL
1
Esto quiere decir que hacen faltan datos Asumiremos
Actualizando G.L. con los nuevos Datos:
NFE = 1
N 1=100Kmol/h
G.L = 0
Del balance general: N 1 = N2 + N3 Remplazando N 1=100 y N2= 0.09*100 se tiene : 100 = 9 + N 3 N3 = 91Kmol/h
Balance De A:
100*0.1 = 9*(0.9) + 91*X 3 A
Balance De B:
100*0.2 = 9*(0.08) + 91*X 3B
Balance De C:
100*0.7 = 9*(0.02) + 91*X 3C
Resolviendo: X3 A = 0.0209 X3B =0.2119 X3C = 0.7672
3.- una Bomba que alimenta continuamente agua a 3 estaciones de consumo de acuerdo con los gastos indicados en el diagrama Q2 = 20gal/min Q1
Q3 = 90pie 3/h
D= 1.2cm
Q4 = 20lt/min
Si el diámetro interno de la Linea 4 es de 1.2cm. Cual Deberia Ser el diámetro interno de los diferentes ramales de la red paraque la velocidad fuese igual en todas las líneas y cual es el gasto de la bomba T=Cte
