UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METALURGÍA
ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS ASIGANATURA DE TRANSFERENCIA DE MASA: AI-443
PRÁCTICA N° 03
EVALUACIÓN DE COLUMNA DE PLATOS! FECH FECHA A DE PRÁ PRÁCTIC CTICA A
: 09 09 de de Oct Octub ubrre de 2013 2013
GRUPO PROFE(ORA A.UM/A
: Miérc!e"# 10 $ 1 %&' : I)*' A))+ ,EGARRA -I.A : P+uc+ru+)c+ +riu+&)# ude +ti+
AACUCHO $ PER4 2013
INTRODUCCIÓN
E! c)t+ct e)tre 5+"e" e) %er+ci)e" c) tr+)"5ere)ci+ de &+"+ "e re+!i6+ + tr+7é" de di5ere)te" 5r&+"# "e*8) !+ c!+"e de eui% ue "e e&%!ee' /r&+!&e)te# !" eui%" %+r+ !+" %er+ci)e" *+"!iuid %er&ite) d" ti%" de c)t+ct# %r et+%+" ; di5ere)ci+!# cu;" e)# de"+b"rci>) ; recti?c+ci>) "e re+!i6+) e) !+" de)&i)+d+" trre" c!u&)+"# ue ") reci%ie)te" ci!=)dric" e"be!t"# e) %"ici>) 7ertic+! ; e) cu; i)terir "e i)c!u;e) di"%"iti7" c& b+)de<+" !ec" de re!!e)' Ge)er+!&e)te# e! *+" ; e! !=uid @u;e) e) c)tr+crrie)te %r e! i)terir de !+ trre# cu;" di"%"iti7" %r&ue7e) e! c)t+ct e)tre !+" 5+"e" ; e! de"+rr!! de !+ "u%er?cie i)ter5+ci+! + tr+7é" de !+ cu+! "e %rducir !+ tr+)"5ere)ci+ de &+teri+' E! di"e de c!u&)+" de %!+t" %+r+ %er+ci)e" de +b"rci>) de"rci>) "e b+"+ e) &uc" de !" %ri)ci%i" uti!i6+d" e) !" c!cu!" de %er+ci)e" de recti?c+ci>)# t+!e" c& !+ deter&i)+ci>) de! )8&er de %!+t" te>ric" )ece"+ri %+r+ c)"e*uir u) c+&bi de c&%"ici>) e"%eci?c+d' E"t+" c!u&)+" %uede) re"u!t+r ec)>&ic+&e)te %re5erib!e" %+r+ %er+ci)e" e) *r+) e"c+!+# %uede) %re"e)t+r &e<r Bre!+ci>) de @u< de"ce)de)te ; e"t) &e)" "u!id" ue !+" c!u&)+" de re!!e)
I"
OB#ETIVOS:
E7+!u+r !+ circu!+ci>) de u)+ crrie)te de +*u++ire e) c)tr+crrie)te %r u)+ c!u&)+ de %!+t"' Deter&i)+r !+ c+=d+ de %re"i>) %+r+ di5ere)te" c+ud+!e" circu!+)d + tr+7é" de c!u&)+" de %!+t"' Deter&i)+r !" %+r&etr" de @u< c& %u)t de c+r*+ e i)u)d+ci>) %+r+ de"c+r*+ de +ire e) u)+ c!u&)+ de %!+t"' II"
INFORMACIÓN BIBLIOGRÁFICA:
.+" c!u&)+" de %!+t" ") ci!i)dr" 7ertic+!e" cu;" c)"titu;e)te" i)ter)" e"e)ci+!e"# !" %!+t"# "e di"e+) c) !+" di&e)"i)e" ; c+r+cter="tic+" +%r%i+d+" %+r+ ue# e) c)dici)e" de %er+ci>) e"%ec=?c+"# "e+ %"ib!e *e)er+r "u?cie)te re+ e)tre 5+"e" ; 7!u&e) e)tre %!+t" %+r+ 5&e)t+r e! c)t+ct =)ti&# !+ tr+)"5ere)ci+ i)ter5+ci+! ; !+ "e%+r+ci>) de !" @uid"' Ade&"# !+ 7e!cid+d de !+" crrie)te" de %rce" debe "er t+! ue %er&it+ u) tie&% de c)t+ct +decu+d# +"= c& !+ *e)er+ci>) de turbu!e)ci+ "u?cie)te %+r+ 5+7recer !+ e?cie)ci+ de !+ %er+ci>) de turbu!e)ci+ "u?cie)te %+r+ 5+7recer !+ e?cie)ci+ de !+ %er+ci>)# c)"ider+)d !i&it+ci)e" &ec)ic+" c& !+ c+=d+ de %re"i>)' .+" %ri)ci%+!e" %er+ci)e" *+"!=uid ue "e %uede) !!e7+r + c+b e) u)+ trre de %!+t" "): +b"rci>)# +b"rci>) re+cti7+# de"rci>)# de"ti!+ci>)# de"ti!+ci>) re+cti7+# c)de)"+ci>) ; e)5ri+&ie)t' C$%&'(')*+%'+& ,+ ./'$
." c)"titu;e)te" e"e)ci+!e" de u) %!+t "e %re"e)t+) e"ue&tic+&e)te e) !+ ?*ur+ 1'1# e) !+ ue "e i)dic+) t+&bié) tr" i)ter)" b"ic" de u)+ c!u&)+# +"= c& +!*u)" %!+t" e"%eci+!e"# ue "e de"cribe) &" +de!+)te' C)+.$ ,+ ./'$
Crre"%)de + !+ !&i)+ ue c)"titu;e !+ e"tructur+ de! %!+t# )r&+!&e)te c)"truid+ e) &et+!# +u)ue c+"i)+!&e)te "e uti!i6+ 7idri# &et+!e" 7idri+d"# c+rb>) i&%er&e+b!e %!"tic'
." %!+t" &et!ic" *e)er+!&e)te ") 5+bric+d" c) +!e+ci)e"# ; "u e"%e"r de%e)de de c)dici)e" de %er+ci>) c& !+ c+=d+ de %re"i>) ; !+ e?cie)ci+# ; de c)dici)e" %r%i+" de! %!+t c& !+ 7e!cid+d de crr"i>)# deter&i)+d+ %+r+ e! tie&% de 7id+ 8ti! de! eui%# ; !+ re"i"te)ci+ &ec)ic+ reuerid+ %+r+ "%rt+r !" de&" i)ter)" i)"t+!+d"' C/%/ ,+ ,+&1+%&$
E" e! c)duct ue %er&ite e! tr+"ie* de! !=uid de u) %!+t + tr %uede "er u)+ tuber=+ circu!+r # &" c&8)&e)te# u) c+)+! cu;+ "ecci>) e" u)+ 5r+cci>) de! re+ tr+)"7er"+! de !+ c!u&)+# cu; 7!u&e) "e de!i&it+ *e)er+!&e)te c) u)+ &" !&i)+"# + &+)er+ de 5+!d>)'
E! brde de! 5+!d>)# ue debe e"t+r &u; cerc+ de! %!+t i)5erir# c)"titu;e u) "e!! ue i&%ide !+ e)tr+d+ de! *+" +! c+)+! de de"ce)" ; c)tr!+ e! tie&% de re"ide)ci+ de! !=uid e) e! &i"&' C/./1(,/, ,+ )%/ 1$)2%/ ,+ ./'$&
.+ &i&+ c+%+cid+d de u) %!+t %+r+ e! &+)e< de !" @uid" de *+" ; de !=uid tie)e *r+) i&%rt+)ci+# %rue deter&i)+ e! &=)i& di&etr %"ib!e e) !+ c!u&)+' P+r+ u) c+ud+! de !=uid c)"t+)te# e! +u&e)t de !+ 7e!cid+d de! *+" %rduce +rr+"tre ece"i7 e i)u)d+ci>)' E) e! %u)t de i)u)d+ci>) e" di5=ci! bte)er u) de"ce)" )et de! !=uid ; cu+!uier c+)tid+d ++did+ + !+ c!u&)+ "er +rr+"tr+d+ %r e! *+" de c+be6+' T+&bié) "e %uede !!e*+r + i)u)d+ci>) +u&e)t+)d !+ 7e!cid+d de !=uid &ie)tr+" "e &+)tie)e !+ de! *+" c)"t+)te' E! c+ud+! ece"i7 de !=uid %uede "bre%+"+r !+ c+%+cid+d de !" b+<+)te" u tr" c)duct"# c) e! re"u!t+d de u) +u&e)t de de! c)te)id de! !=uid# &+;r c+=d+ de %re"i>) ; de&" c+r+cter="tic+" %r%i+" de !+ c)dici>) de i)u)d+ci>)' .+ &=)i&+ c+%+cid+d +d&i"ib!e de u)+ c!u&)+ de %!+t" e"t deter&i)+d+ %r !+ )ece"id+d de bte)er u)+ di"%er"i>) e?c+6 ; u) bue) c)t+ct e)tre !+" 5+"e"' ." di"ti)t" ti%" de %!+t" di?ere) e) "u c+%+cid+d %+r+ +d&itir c+ud+!e" b+<" de *+" ; de !=uid' V+%'//& ,+ 1$)2%/& ,+ ./'$&:
Pe"' .+" trre" de %!+t" )r&+!&e)te %e"+) &e)" ue !+" trre" re!!e)+"# +rr+)d e) e! c"t de 5u)d+ci)e"# +%;" ; %+rede" de !+ c!u&)+' Re+cci>) u=&ic+# +b"rci>)' Au= !+ e! rete)ci>) de! !=uid e" &" +!t e) !" %!+t" &+)te)ie)d u) &+;r tie&% de re"ide)ci+ 5+7recie)d !+ +b"rci>) ; !+ re+cci>) u=&ic+ ue ! ue "e !*r+ c) re!!e)"' C$+/1(% +2.5(1/ ,+ 1/5,/ ,+ .+&(%
III"
ASPECTOS E6PERIMENTALES
III"7" C)/,$ ,+ ,/'$& $8'+%(,$& +% + /8$/'$($" P/'$& &+1$&" N° 7 ; 3 4 <
E$'9/( 7 + 10 191 20 19 30 1 0 13 0 1J9
;
3
19 19 19 201 20
4
1 13' 13 12 11
1 1 1 1' 1J
P/'$& 2$/,$&" N° 7 ; 3 4 < N° 7 ; 3 4 <
E$'9/( E$'9/= + )/ 10 10 20 10 30 10 0 10 0 10
7
E$'9/( E$'9/= + )/ 10 20 20 20 30 20 0 20 0 20
7
;
191 1 1J 13 1
19 200 20J 220 22 ;
12 19 13J 120 10
3
199 221 29 2 2J9
4
1 13 13 12 11 3
1 1 1 1 1J 4
13 13 13 13 11
13 1 1 1 1
N° 7 ; 3 4 < N° 7 ; 3 4 < N° 7 ; 3 4 <
E$'9/( E$'9/= + )/ 10 30 20 30 30 30 0 30 0 30
7
E$'9/( E$'9/= + )/ 10 0 20 0 30 0 0 0 0 0
7
E$'9/( E$'9/= + )/ 10 0 20 0 30 0 0 0 0 0
7
;
1J 12 11 110 J
20 233 20 2J 310 ;
1J 1 11 10 90
209 220 2 312 331
4
13 13 12 12 10 3
210 232 2 20 29 ;
1J 1 100 J
3
1 1 1 1 1J 4
13 13 12 12 11 3
1 1 1 1 1 4
13 13 12 12 11
1 1 1 1 1
III";" C>1)$& .// ,+'+2(%/ / 1/5,/ ,+ .+&(% .// ,(?++%'+& 1/),/+&" 3
ρagua =998.0749 kg / m g= 9.81 m / s
K20' LC
2
∆ hC =∆ h( 2− 1)− ∆ h( 4 −3 ) ∆ PC = ∆ hC × g × ρagua 2
∆ P C = ∆ hC × 9.81 m / s × 998.0749 kg / m
3
Q aire =0.0123
( )− Erot aire
Q aire ( 10)=0.0123 ( 10 )
3
3
2.2307
( )+ Erot aire
2
194.28
( )+ Erot aire
383.46
2
−2.2307 ( 10 ) +194.28 ( 10 ) +383.46 = 2115.49 L / h 3
L m =2.11549 m3 / h Q aire ( 10)=2115.49 × h 1000 L
Q aire ( 20)=0.0123 ( 20 )
3
2
−2.2307 ( 20 ) +194.28 ( 20 ) +383.46 =3475.18 L /h 3
Q aire ( 20)=3475.18 L / h=3.47518 m / h
Q aire ( 30)=0.0123 ( 30 )
3
2
−2.2307 ( 30 ) +194.28 ( 30 ) +383.46 =4536.33 L / h 3
Q aire ( 30)=4536.33 L / h =4.53633 m / h
Q aire ( 40)=0.0123 ( 40 )
3
2
−2.2307 ( 40 ) + 194.28 ( 40 )+ 383.46 =5372.74 L / h 3
Q aire ( 40)=5372.74 L / h = 5.37274 m / h
Q aire ( 50)=0.0123 ( 50 )
3
2
−2.2307 ( 50 ) +194.28 ( 50 ) +383.46 = 6058.21 L / h 3
Q aire ( 50)=6058.21 L / h=6.05821 m / h
Q agua =0.557
( )+ Erot aire
2.3991
−2
Qagua ( 10)=0.557 ( 10 ) + 2.3991 =7.9691 L / h= 0.79691 x 10 m / h 3
−2
3
−2
3
Qagua ( 20)=0.557 ( 20 ) + 2.3991=13.5391 L / h= 1.35391 x 10 m / h Qagua ( 30)=0.557 ( 30 ) + 2.3991 =19.1091 L / h=1.91091 x 10 m / h
−2
3
−2
3
Qagua ( 40)=0.557 ( 40 ) + 2.3991 =24.6791 L / h=2.46791 x 10 m / h Qagua ( 50)=0.557 ( 50 ) + 2.3991=30.2491 L / h=3.02491 x 10 m / h
E$'9/(+
Q /(+ @ 3
m /h
10 20 30 0 0
E$'9/=) /
Q /=)/ @ m /h
10
−2 0.79691 x 10
20
−2 1.35391 x 10
30
−2 1.91091 x 10
0
2.46791 x 10
0
−2 3.02491 x 10
2'119 3'J1 '333 '3J2J '021
3
−2
P/'$& &+1$&" N° E$' 9/( + 10 7 20 ; 30 3 0 4 0 <
∆ h( 2−1)
∆ h ( 4− 3)
@2 03 103 0 103 12 103 1 103 2 103
@2
∆ hC
0'0 1' 103 3'0 103 ' 103 '0 103
∆ PC
@2 3'0 103 ' 103 9'0 103 13' 103 20'0 103
@P/ 29'3J333 '0001 '1200329 132'1009 19'2229
P/'$& 2$/,$&" N° E$' E$' 9/( 9/=) + / 10 10 7 20 10 ; 30 10 3 0 10 4 0 10 <
∆ h( 2−1)
∆ h ( 4− 3)
∆ hC
∆ PC
@2 0 103 1 103 31 103 J 103 J2 103
@2 0'0 2 103 2 103 103 103
@2 0 103 13 103 29 103 3 103 103
@P/ 39'191 12J'292 23'9232 1'92903 '213J
N° E$' E$' 9/( 9/=) + / 10 20 7 20 20 ; 30 20 3 0 20 4 0 20 < N° E$' E$' 9/( 9/=) + / 10 30 7 20 30 ; 30 30 3 0 30 4 0 30 < N° E$' E$' 9/( 9/=) + / 10 0 7 20 0 ; 30 0 3 0 0 4 0 0 < N° E$' E$' 9/( 9/=) + / 10 0 7 20 0 ; 30 0 3 0 0 4 0 0 <
∆ h( 2−1)
∆ h ( 4− 3)
∆ hC
∆ PC
@2 1J 103 2 103 112 103 1 103 1J 103
@2 0'0 1 103 1 103 2 103 103
@2 1J 103 1 103 111 103 13 103 19 103
@P/ 1'91 99'33 10'13J 100'1291 1'90
∆ h( 2−1)
∆ h ( 4− 3)
∆ hC
∆ PC
@2 33 103 J1 103 109 103 1 103 23 103
@2 1 103 1 103 2 103 3 103 J 103
@2 32 103 J0 103 10J 103 11 103 22 103
@P/ 313'31J3 '3J03 10J'92 1J'39 2232'3J1J
∆ h( 2−1)
∆ h ( 4− 3)
∆ hC
∆ PC
@2 3 103 103 13 103 1J 103 20 103
@2 1 103 1 103 2 103 3 103 103
@2 3 103 J 103 11 103 1J3 103 200 103
@P/ 32'901J '0090 1J'33 193'2 19'2229
∆ h( 2−1)
∆ h ( 4− 3)
∆ hC
∆ PC
@2 3 103 103 1 103 23 103 2J 103
@2 1 103 1 103 2 103 3 103 103
@2 33 103 103 13 103 23 103 2J1 103
@P/ 323'10JJ 2'J2019 1J91'JJ00 2300'9119J 23'39210
III"3" C>1)$& .// ,+'+2(%/ + .)%'$ ,+ 1/=/ + (%)%,/1(% .// ,+&1/=/ ,+ /(+ +% / 1$)2%/ ,+ ./'$&" P/'$& &+1$&" N° E$'
∆ PC
L% @
∆ PC
Q /(+
L%@Q /(+
7 ; 3 4 <
9/( + 10 20 30 0 0
@P/
@
29'3J333 '0001 '1200329 132'1009 19'2229
3'300J1 3'J2J1 'J9990 '100 '2JJ20J9
3
m /h
2'119 3'J1 '333 '3J2J '021
0'J92 1'22 1'121132 1'13302 1'0113
L%@PC V&" L%@Q/(+ ,+ P/'$& S+1$&
5K N 1'J9 1' R N 0'93
L%@PC
3 2 1 0 0'
0'
1
1'2
1'
1'
1'
2
L%@Q/(+
Ide)ti?c+r e! %u)t de c+r*+ e i)u)d+ci>) e) !+ *r?c+ re%re"e)t+d+ e) re!!e) "ec' P)%'$ ,+ 1/=/ P)%'$ ,+ (%)%,/1(% ∆P ∆P L% @Q/(+ L% @Q/(+ (¿¿ C ) ln ¿
(¿¿ C ) ln ¿
E) re!!e) "ec 3'J 1'1212
1'2
'JJ
P/'$& 2$/,$&" N° E$' E$' 9/( 9/=) + / 10 10 7 20 10 ; 30 10 3 0 10 4 0 10 <
∆ PC
@P/ 39'191 12J'292 23'9232 1'92903 '213J
Q /(+ @ m /h
L%@Q /(+
3'JJ9 '2 'JJ11 '21JJ23 'J11300
2'119 3'J1 '333 '3J2J '021
0'J92 1'22 1'121132 1'13302 1'0113
L% @
∆ PC
3
L%@PC V&" L%@Q/(+ ,+ 1/),/ 70 J L%@P1 3 2 1 0 0'
0'
1
1'2
1'
1'
1'
2
L% @Q/(+
N° E$' E$' 9/( 9/=) + / 10 20 7 20 20 ; 30 20 3 0 20 4 0 20 <
∆ PC
Q /(+ @ m /h
L%@Q /(+
'11 '2133009 '991002 J'23199 J'113J0
2'119 3'J1 '333 '3J2J '021
0'J92 1'22 1'121132 1'13302 1'0113
L% @
@P/ 1'91 99'33 10'13J 100'1291 1'90
∆ PC
3
J L%@P1
3 ErtQ+*u+! 10 2
ErtQ+*u+ 20
1 0 0'
0'
1
1'2
1'
1'
1'
2
L% @Q/(+
∆ PC N° E$' E$' L% @ ∆ PC 9/( 9/=) @P/ + / 10 30 313'31J3 'JJ21122 7 20 30 '3J03 '299J0 ; 30 30 10J'92 '9301 3
Q /(+ @ m /h
L%@Q /(+
2'119 3'J1 '333
0'J92 1'22 1'121132
3
4 <
0 0
30 30
1J'39 J'32J9 2232'3J1J J'J10209
9 J L%@P1 ErtQ+*u+! 10 3 2 1 0 0' 0'
'3J2J '021
ErtQ+*u+ 20
1
1'2
1'13302 1'0113
ErtQ+*u+ 30
1'
1'
1'
2
L% @Q/(+
N° E$' E$' 9/( 9/=) + / 10 0 7 20 0 ; 30 0 3 0 0 4 0 0 <
∆ PC
@P/ 32'901J '0090 1J'33 193'2 19'2229
9 J L%@P1 ErtQ+*u+! 3 10 2 1 0 0'
Q /(+ @ m /h
L%@Q /(+
'3233 '1J9 J'29J1 J'3J92 J'J9J92
2'119 3'J1 '333 '3J2J '021
0'J92 1'22 1'121132 1'13302 1'0113
L% @
ErtQ+*u+ 20
0'
1
∆ PC
3
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1'2
1'
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1'
1'
2
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N° E$' E$' 9/( 9/=)
∆ PC
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∆ PC
Q /(+
L%@Q /(+
7 ; 3 4 <
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10 20 30 0 0
0 0 0 0 0
323'10JJ 2'J2019 1J91'JJ00 2300'9119J 23'39210
9 J ErtQ+*u+! 10 L%@P1 3 2 ErtQ+*u+10 0 0'
3
'JJ09 '2J0 J'910J J'J110J J'313
ErtQ+*u+ 20
0'
1
@ m /h 2'119 3'J1 '333 '3J2J '021
ErtQ+*u+ 30
1'2
1'
ErtQ+*u+ 0
1'
L% @Q/(+
IV"
0'J92 1'22 1'121132 1'13302 1'0113
RESULTADOS Cu+dr" de re"8&e)e" tt+!e" de re"u!t+d"'
1'
2
Gr?c+" e) P!+t" "ec" ; P!+t" &<+d" re"%ecti7+&e)te
L%@PC V&" L%@Q/(+ ,+ P/'$& S+1$& L%@PC
3 2 1 0 0'
0'
1
1'2
1'
L%@Q/(+
I"
DISCUSIONES:
1'
1'
2
(e deter&i)> !+ %e)die)te e) !+ *r?c+ !*+r=t&ic+ de !+ c+=d+ de %re"i>) de !+ c!u&)+ e) %!+t" "ec" 5re)te +! c+ud+! de +ire# bte)ié)d"e e! "i*uie)te 7+!r: ; N 1'J93 $ 1'' ) N 1'J93# e)t)ce" e"t +!rededr de! 7+!r te>ric e"t+b!ecid 1'# %r ! t+)t# e! )8&er de %!+t" di"e+d e) e! eui% e" ide+!'
E! %u)t de c+r*+ e) !+ *r?c+ bte)id+ de %!+t" "ec" e" de K1'2# 3'J ; e! %u)t de i)u)d+ci>) b"er7+d+ e" de K1'1212# 'JJ
II"
CONCLUSIONES:
(e e7+!u> !+ circu!+ci>) de u)+ crrie)te de +*u++ire e) c)tr+crrie)te %r u)+ c!u&)+ de %!+t"' (e deter&i)> !+ c+=d+ de %re"i>) %+r+ di5ere)te" c+ud+!e" circu!+)d + tr+7é" de c!u&)+" de %!+t"' (e deter&i)> !" %+r&etr" de @u< c& %u)t de c+r*+ e i)u)d+ci>) %+r+ de"c+r*+ de +ire e) u)+ c!u&)+ de %!+t" "ec"'
III"
BIBLIOGRAFIA
D+)ie! er)+! '# Or!+)d C+"te!!+)" D'# Pedr e<+r+) S'# Ger+rd Rdr=*ue6 /': A%>(&(& * ,(&+$ ,+ ./'$& * 1$)2%/& ,+ ./'$& K2011# Pri&er+ edici>)# *t $ C!&bi+' tt%:e"'iVi%edi+'r*iViC!u&)+"QdeQ%!+t"
