INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS Introducción !o" #roc$"o" d$ "$#rción% Pr&ctic No%' Circu!ción ntur! A!u(no") • • • • • • •
Bdi!!o R(*r$+ Cinti Crr"co C,&-$+ Din Lur% Ló#$+ M$.* O!din M$!o /$rr$r A!on"o No!"co Tori0io Gud!u#$ Gud!u #$ A1d$% P2r$+ Morn R3$! S&nc,$+ Guti2rr$+ A!( L$tici
Gru#o) Gru#o) 4IV56
S$cción) S$cción) 7A8
E9ui#o E9ui#o No% No% '
Pro3$"or) In:% ;or:$ Adri&n Art$: Rodr*:u$+% Ciudd d$ M2
2
cm
)$$ mm *+ , $%-)) kg 2
cm
Tem#erat.ra en (a a(an!ria
MA So(.ión !i(.i!a M# So(.ión onentra!a E So("ente e"a#ora!o M" Va#or !e a+.a !e a(!era M <O A+.a !e( on!ensa!or
/01C
Di2metro !e( tan3.e 4m5 -&%/
Tem#erat.ra 41C5
9)%/ 9)%/ )$% -/
/)
Tiem#o !e o#eraió n 6 4min5 0$
Di7ereni a !e a(t.ras 8* 4m5 0$%/
/0
0$
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E /$ M" 0$
E ); M" )$
0$
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0$
&
T entra!a /
T sa(i!a 9=
0
0%9
SEC>ENCIA DE C?LC>LOS:
0%@ Ba(ane !e materia% 2
π Ø ΔZρ M = 4θ
π ( 0.596 m ) M A=
2
( 0.106 m ) (
(
4 0.1667 h
984.18 Kg
m
)
3
)=
174
Kg h
π ( 0.346 m ) M P =
2
( 0.205 m )
(
(
4 0.1667 h
π ( 0.346 m )
2
E=
( 0.114 m) (
(
4 0.1667 h
983.52
Kg m
)
989.3
Kg m
)
3
3
)=
)=
113.63
63.22
Kg h
Kg h
M A ≅ M P+ E
174 ≅ 113.63
Kg Kg + 63.22 h h
174
Kg h
≅
113.63
Kg Kg + 63.22 h h
174
Kg h
≅
176.85
Kg h
%@ Ba(ane !e a(or%
Q) C!or d"or0ido F c!H, Q") C!or "u(ini"trdo F c!H, QP) C!or #$rdido F c!H, Dond$) Qa = Mp∗ Hp + E∗ HE − MA∗ HA
Qs= Mvc ∗ λ Qp =Qs−Qa
Hpa Tp ( 61 ° C )=61 Kcal / kg HE a TE ( 60 ° C )= 625.2 Kcal / kg
HA a TA ( 64 ° C )=64 Kcal / kg
λ a Tv ( 102 ° C )=537.1 Kcal / kg
(
Qa=
113.4
) (
kg kcal ∗ 61 + h kg
kcal Qa=35544.12 h
Mvc =
ρ a Tvc ( 40 ° C ) =992.24
Mvc=
(
Qs=68
π 4
63.2
π 4
3.
θ 0.1667 h
)(
992.24
kg ∗ 537.1 kcal h kg
Qp=1019.5
kcal h kcal kcal −35544.12 h h
kcal h
9%@ Eienia térmia% Calo a!so!"#o ( Q A ) Calo s$m"n"s%a#o ( Q &)
kcal h ∗100 n= kcal 36563.60 h 35544.12
)
ρ
θ
m
2
Qp=36563.6
2
∗ D ∗∆ h
174
kg
∗( 0.402 m ) ∗( 0.09 m )
Qs=36563.6
n=
(
) (
kg kcal ∗625.2 − h kg
kg m
3
)
=68
kg h
)
kg kcal ∗64 h kg
n =97.2118
)%@ .era im#.(sora tota( a (a trans7erenia !e a(or% Δ% =%v −%c Δ% =102 ° C − 61 ° C
Δ% = 41 ° C
-%@ Coeiente +(oa( !e trans7erenia !e a(or% ' =
Q A A∗ ΔT
' = 905.315
A = π ∗( 0.03 m ) ( 2.54 m ) 4
2
A = 0.9576 m
35 544.12
' =
0.9576 m
2
Kcal h
( 41 ° C )
Kcal 2
h m ° C
/%@ ator !e eonom'a a#ai!a! e"a#orati"a a#ai!a! !e trans7erenia !e a(or% ACTOR DE ECONOMIA Kg E h = =0.929 Kg #* Evapoa#o (= M )C Kg Kg #* )apo 68 h 63.22
CAPACIDAD EVAPORATIVA
CE=
E = A
63.22
Kg h
= 65.06 Kg 0.957 m h∗m 2
2
CAPACIDAD DE TRANSERENCIA DE CALOR
C A =
Q A = A
35544.12
Kcal h 2
0.9576 m
=37117.9198
Kcal 2
h∗m
;%@ Ve(oi!a! !e (a so(.ión a (a entra!a "e(oi!a! !e so("ente e"a#ora!o a (a sa(i!a !e (os t.os !e (a a(an!ria% +v En%a#a=) En%a#a∗ A 3
m m ∗1 h 0.1768 +v En%a#a h h = =126.29 =0.035079 m ) En%a#a = 2 3600 s A s 0.0014 m
M +v En%a#a = A = ρ
Kg 3 h m =0.1768 984.18 Kg h 174
m 2
A =
π Ø 4
∗2 =
3
π ( 0.03 m )
2
2
2
=0.0014 m
V$!ocidd d$ "!id +v &al"#a= ) &al"#a∗ A 3
m m ∗1 h 0.1799 +v &al"#a h h = = 128.545 =0.0357 m ) &al"#a = 2 3600 s A s 0.0014 m
M E +v &al"#a= P + = ρ ρ
113.63
983.52
Kg h Kg 3
63.22
+ 989.3
m
Kg h Kg m
m =0.1799 h
3
3
=%@ Tiem#o !e resi!enia !e (a so(.ión !entro !e (os t.os% ) pom=
) En%a#a + ) &al"#a 2
0.035079
=
m + 0.0357 m s s 2
= 0.03539 m s
% =
h % ) pom
∗2=
2.54 m
m 0.03539 s
∗2=143.53 s
TABLA DE RES>LTADOS: M" d$ !i($ntción MA,0;)
kg h
F#,0$0&%-
M" d$ #roducto M#,009%/9
kg h
M" d$ $-#ordo E,/9%
Eci$nci t2r(ic n =97.2118
Co$ci$nt$ :!o0! d$ trn"3$r$nci d$ c!or ' = 905.315
M" d$ "!id
Kcal 2
h m ° C
ctor d$ $cono(* kg h
C!or 0"or0ido
m s
V$!ocidd d$ S!id 0.0357
m s
143.53 s
Δ% = 41 ° C
kg h
0.035079
Jr$ d$ trn"3$r$nci Ti$(#o d$ r$"id$nci d$ c!or
u$r+ i(#u!"or tot!
kg h
Ms,0;/%=-
Kcal h
A = 0.9576 m
M" d$ $ntrd
Me,0;)
V$!ocidd d$ $ntrd
2
kg h
M" d$ -#or cond$"do M",/=
C!or #$rdido
( =0.929
Kg#* Evapoa# Kg #* )apo
C#cidd $-#orti-
Fa,9--))%0
CE= 65.06
Kcal h
C!or "u(ini"trdo
Fs,9/-/9%/
Kg 2
h∗m
C#cidd d$ trn"3$r$nci d$ c!or
Kcal h
CA= 37117.9198
Kcal h∗m
2
Ló#e MeG'a O(!ain Conclusiones
Con 0"$ !o" r$"u!tdo" o0t$nido" durnt$ ! $<#$ri($ntción@ "$ co(#ru$0 $! 0!nc$ d$ (t$ri $n $! $-#ordor d$ "i(#!$ $3$cto ti#o circu!ción ntur!@ 1 #$"r d$ t$n$r"$ $rror$" $n !:un" ($dicion$" t(0i2n $" co,$r$nt$ $! 0!nc$ d$ $n$r:* con r$"#$cto !o" u.o" (&"ico" d$ ! $ntrd 1 ! "!id% An!i+ndo !o" -!or$" o0t$nido" d$ $ci$nci t2r(ic@ (" d$ -#or 1 (" d$ $-#ordo con r$"#$cto ! $dd d$! $9ui#o "$ conc!u1$ 9u$ ,u0o $rror$" $n !:un" ($dicion$" durnt$ ! o#$rción% E"t" d$ #udi$ron d$0$r $rror$" d$ -i"u!i+ción d$ ! in"tru($ntción o 3!!o" $n ! (i"( $"#$ci!($nt$ $n !o" "$n"or$" d$ t$(#$rtur% Toma de decisiones
Tr0.r ! t$(#$rtur d$! -#or d$ c!$nt(i$nto r$"u!tnt$ d$ ! #r$"ión d$! (i"(o #r d$"crtr $n ! ($did d$ !o #o"i0!$ $rror$" d$ ($dición d$ t- #or 3!!o" $n $! "$n"or d$ t$(#$rtur%
V$ricr con c$rt$+ ! t$(#$rtur d$ #r$c!$nt(i$nto d$ ! "o!ución di!uid@ d$ "$r #o"i0!$ do" #$r"on" r$!i+ndo ! (i"( !$ctur% V$ricr $! corr$cto 3uncion(i$nto d$! (nó($tro 9u$ $"t d$"#u2" d$ ! -&!-u! r$ductor #r -$ricr 9u$ "$ $"t2 $ntr$:ndo $! -#or ! #r$"ión corr$ct%
Me(o
D$"#u2" d$ r$!i+r ! #rt$ t$óric 1 $<#$ri($nt! "$ #u$d$ conc!uir 9u$ ! $<#$ri($ntción 9u$ "$ !!$-ó c0o no "$ r$!i+ó d$ ! (n$r (&" corr$ct d$0ido 9u$ ! t$(#$rtur d$ ! "o!ución di!uid #r$c!$ntd $" (1or ! t$(#$rtur d$ ! "o!ución #roducto 1 ! d$! $-#ordo 1 co(o ! #r$"ión d$ -c*o no $" tn :rnd$ "$ #u$d$ tri0uir 9u$ ! t$(#$rtur d$! -#or d$ c!$nt(i$nto $"tu-o !:o 0. todo $! ti$(#o 1 ! cntidd d$ -#or cond$n"do 3u$ #oc #or !o 9u$ "$ r$co(i$nd% Toma de decisiones
'%K R$-i"r $! t$r(o#r d$ ! "o!ución #roducto 1 $! d$! $-#ordo 6%K /c$r un r$-i"ión d$! t$r(ó($tro d$ ($rcurio 9u$ "$ uti!i+ó #r ! ($dición d$ ! t$(#$rtur d$ ! "o!ución di!uid #r$c!$ntd
4%KR$-i"r $! "$r-icio d$ -#or d$ ! c!d$r %K L!$-r c0o un o#$rción d$ #ru$0 #or #o"i0!$" incru"tcion$" $n $! $-#ordor !" cu!$" #u$d$n $-itr 9u$ "$ !!$-$ un 0u$n trn"3$r$nci d$ c!or D$"#u2" d$ r$!i+r $"t "$ri$ d$ #"o" 1 "$ #u$d$ "0$r "i $! $rror 3u$ d$! o#$rdor o d$! $9ui#o
S2n*e H.tiérre A(ma Letiia Conclusión
L (! to( d$ dto" $n $! $9ui#o indu"tri!@ "$ -$ r$$.do $n !o" c&!cu!o" d$ $ci$nci t2r(ic@ #u$" no "$ o0ti$n$n !o" r$"u!tdo" d$ cudo" 1 9u$ no "!$ co(o r$"u!tdo %6' co(o "i $! $9ui#o $"tu-i$r #r&ctic($nt$ nu$-o@ 1 9u$ no #ud$ "$r "* #or9u$ $! $9ui#o 1 ti$n$ (" d$ 6= o" tr0.ndo% Por otr #rt$ #od$(o" d$cir 9u$ $! $9ui#o no , t$nido 0u$n (nt$ni(i$nto 1 9u$ "$ , !i($ntdo $! :u condicion$" d$ t$(#$rtur" $!$-d"@ dond$ #r$ci#itn !o" cr0onto" d$ c!cio 1 (:n$"io@ #ro-ocndo 9u$ $! $9ui#o di"(inu1 "u c#cidd $-#orti-@ r$ndi(i$nto 1 "o0r$ todo@ !o" d$#ó"ito" d$ dic,o" cr0onto" #ro-ocn c#" i"!nt$" todo !o nt$rior r$dctdo t$ni -$r #"do@ #$ro !:o $n $! t$r(ó($tro $"tu-o (! #or9u$ nu$"tr o#$rción "!ió ! '==>%
Toma de decisiones
Un d$ci"ión o #r$-$nción 9u$ d$0i(o" to(r 3u$ ,c$r!$ -ri" #ru$0" ! t$r(ó($tro #r "0$r 9u$ $"tu-i$r (idi$ndo% B"do $n !o t$órico #r 9u$ !o" r$"u!tdo" $"tu-i$rn corr$cto" $" ,0$r #ro#u$"to un t$(#$rtur d$ $ntr 6C rri0 d$ ! t$(#$rtur d$ $0u!!ición% Con r$:i"tro" nt$rior$" 0"rno" $n un t$(#$rtur d$ $ntr 1 un d$ "!id@ 1 ,c$r un ($di d$ t$(#$rtur@ #r o0t$n$r !o" c!*cu!o"%
REERENCIAS BIBLIOHR?ICAS: • •
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