Ocon Tojo - Absorción de GasesDescripción completa
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Solucionario del libro de ingeniería química Ocon TojoDescripción completa
PROBLEMA DE CONDENSADOR
Calculando la altura de la pierna barométrica:
PROBLEMA 3-
En un evaporador de simple efecto efecto se concentra una disolución disolución de BrNa desde el 10% hasta el 40% en peso, empleando vapor de calefacción a 2.6 at y siendo la temperatura de condensación del vapor procedente de la cmara de evapo evaporac ración ión 40!". 40!". El coe#ci coe#ciente ente inte$r inte$ral al de transm transmisi isión ón de calor calor para para las 2 condiciones de traa&o es 1600 'cal(m . ). !". *os calores espec+#cos de las disolu disolucio ciones nes del 10% del 40% son 0. y 0.610.61- cal('$. cal('$.!". !". "alc/l "alc/lese ese la 2 capacidad del evaporador en '$(m .h si la solución entra a 20!". 1at -.6mm)$ 1912.456mmHg Hg 2.6 2.6at 1912.456mm T W 128°C W=
(
1600 kcal Q =U ∆ T = 2 A m hr°C
)
140812.23
Q w= = λW
→
( 128− 40 ) ° C =140812.23 kcal 2
m hr
kcal 2
m hr kg =270.64 2 kcal m hr ( 648.66 −128.367 ) kg
Balance de materia 3sólidos F X F =S X S F ( 0.1 )= S ( 0.4 ) S =0.25 F
5el alance $eneral
F = E + S
E= 0.75 F
B7*7N"E 5E ENE89:7 W H W + F h f =W hw + S hs + E H E
W ( ( H H W − hw )= S h s + E H E − F h f ;ara entalpias h s=Cp∆T =( 0.613 ) ( 40− 0 )=24.52
kcal kg
h F =Cp∆T =( 0.888 ) ( 20 −0 )=17.76
W =
F =
kcal kg
F ) ( 17.76 ) ( 0.25 F ) ( 24.52 ) + ( 0.75 F ) ( 614.7 ) −( F
270.64 0.8637
520.293
=313.33
=
449.395 520.293
F =270.64
kg 2
m hr
PROBLEMA 3-! 2 'cal('$.!" variando este linealmente con la concentración. "alc "alc/l /les ese e el cons consum umo o hora horari rio o de vapo vaporr de cale calefa facc cció ión n y la supe super# r#ci cie e de calefacción necesaria. 1at -.6mm)$ 116.26°C 1.at 1324.008mmHg → T W W=
? T E =60.05°C a 10mm)$
Balance de materia 3sólidos F X F =S X S S=
F X F ( 15000 )( 0.2 ) = =5000 kg X S (0.6 ) hr
;ara entalpias "omo en < el "p varia linealmente Cp=1−( 1−Cp0 )
( )
x =1 −( 1−0.92 ) x 0
( )= 0.6 0.2
h s=Cp∆T =( 0.76 ) ( 60.05−0 )=45.638
h F =Cp∆T =( 0.92 ) ( 20− 0 )=18.4
H E =623.2
kcal kg
H W =644.728
kcal kg
kcal hw =116.47 kg
kcal kg
kcal kg
0.76
λW =528.258
kcal kg F = E + S
5el alance $eneral
E= F − S =15000−5000 =10000
kg hr
B7*7N"E 5E ENE89:7 W ( ( H H W − hw )= S h s + E H E − F h f W =
( 11706.76)( 528.258 ) Wλ = =68.76 m2 U ∆ T ( 1600 )( 116.26 −60.05)
PROBLEMA 3-" =n evaporador simple se alimenta con disolución de Na"l al 1% a ra@ón de 10000'$(h. El producto de salida son cristales de Na"l acompaAados con el 20% en peso de a$uas madres cuya concentración es 26.>% en peso de Na"l. *a disolución entra en el evaporador a 20!", se calienta con vapor saturado a 1.0 1.0at at y en la cma cmara ra de evap evapora oraci ción ón se mant mantie iene ne un vac+ vac+o o tal tal ue ue la disolución hierve a 4!", con un incremento en el punto de eullición de 6!". ;ara el coe#ci coe#ciente ente inte$r inte$ral al de transm transmisi isión ón del calor calor en las condic condicion iones es de 2 operación puede tomarse el valor de 1400 'cal(m . ). !"C el calor especi#co del Na"l solido es 0.2 'cal('$.! 'cal('$.!", ", el de la disolució disolución n del 1% es 0.> 'cal('$.!" 'cal('$.!" y puede considerarse ue var+a linealmente con la concentración, calc/lese a *a cantidad cantidad de vapor vapor de calefac calefacción ción necesa necesario rio *a super super#ci #cie e de calef calefacc acción ión
1at -.6mm)$ 110.78°C 1.at 1103.34mmHg → T W W=
;ara entalpias Cp=1−( 1−Cp0 )
( )
x =1 −( 1−0.79 ) x 0
( )= 0.269 0.15
h AM =Cp∆T =( 0.6234 ) ( 54 −0 )=29.92
hCR =Cp∆T =( 0.2 ) ( 54− 0 )=9.6
kcal kg
kcal kg
h F =Cp∆T =( 0.79 ) ( 20 −0 )=15.8
H E ( SAT )=623.2
0.6234
kcal kg
kcal kg
H E = H E ( SAT )+ Cp∆T =623.2 + 0.46 (6 )=620.88 Balance de materia 3sólidos F X F =S X S F X F =S AM x + S CR
como < <7D <"8
kcal kg
( 10000 ) ( 0.15 )=( 0.2 S ) ( 0.269 )+( 0.8 S ) S=
1500 0.8538
=1756.86
kg hr
5el alance $eneral
F = E + S
E= F − S =10000−1756.86 =8243.14
kg hr
B7*7N"E 5E ENE89:7 W ( ( H H W − hw )= S AM h AM + SCR h CR + E H E− F hf W =
( 9394.73)( 530.87 ) Wλ = =62.96 m2 U ∆ T ( 1400 )( 110.78−54 )
PROBLEMA 3-# En un evaporador simple se tratan 10000'$(h de una disolución de NaF) al 20% y han de concentrarse hasta el 0% en peso. El vapor empleado como medio de calefacción es vapor saturado a 4at de sorepresión. En la cmara de evapo evaporac ración ión se mantie mantiene ne una presi presión ón asolu asoluta ta de 10mm) 10mm)$. $. El = 200 200 2 'cal(m .h.!", si la alimentación entra al evaporador a 20!" calc/lese a *a super super#ci #cie e de calef calefacc acción ión El consumo consumo de vapor vapor de de calefac calefacción ción c *a eco econom+ nom+a a
1at -.6mm)$ 151.348°C at 2942.24mmHg → T W W=
Balance Balance de materia materia 3sólidos F X F =S X S
S=
F X F ( 10000 )( 0.2 ) = =4000 kg X S (0.5 ) hr
5el alance $eneral
F = E + S
E= F − S =10000− 4000= 6000
kg hr
H E = H E ( SAT )+ Cp∆T =623.2 + 0.46 (106 −60.08 ) =644.32
kcal kg
De acuerdo con la grafca 3.4
h F =16
kcal a 20 ° C y 0.2 kg
h s=133
kcal a 106 ° C y 0.5 kg
B7*7N"E 5E ENE89:7 W ( ( H H W − hw )= S AM h AM + SCR h CR + E H E− F hf W =
( 8411.308 )( 503.83 ) Wλ = =37.38 m2 U ∆ T ( 2500 )( 151.348 −106 )
ec!m"a =
6000 E = =0.713 W 8411.308
kg hr
=8411.308
PROBLEMA 3-$$ En un evaporador simple cuya rea de calefacción es -0m 2 se concentra una disolución de NaF) desde el 10% hasta el 40% en peso, a ra@ón de 4000'$(h, entrando en el evaporador a 60!". ;ara la calefacción se dispone de vapor saturado saturado ue condensa condensa a 11!", en el espacio espacio de evaporación evaporación se mantiene mantiene una presi presión ón asolu asoluta ta de 20mm)$ 20mm)$..
porcenta&e
