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Problemas Propuestos de  Balance de Materia en Sistemas con Vapor ización y

Condensación  

Ejemplo 1: Se tiene aire a 80°F y 1 atm tiene un punto de rocío de 60°F.

a.  ¿Cuál es el porcentaje de saturación relativa?

 b.  ¿A qué presión debe comprimirse este aire para provocar que comience la condensaciónsi la temperatura se mantiene a 80°F?

c. 

¿A qué temperatura debe enfriarse este aire para eliminar el 25% de la humedad si la presión permanece constante a 1 atm?

Ejemplo 2: El porcentaje de humedad absoluta del aire a 30°C (86°F) y presión total de 750mm Hg (100 kPa) es del 20%. Calcular:

a.  La presión parcial del vapor de agua en el aire. (Rpta.: 6.58 mmHg) b.  El porcentaje de humedad relativa y la humedad específica. (Rpta.: 20.7%, 0.055 kg

agua/kg aire)

c.  El punto de rocío. (Rpta.: 5.1°C = 41°F) 

Ejemplo 3: Una corriente de aire a 100°C y 5260 mmHg contiene 10% de agua en volumen.

Calcular:a.  El punto de rocío y los grados de sobrecalentamiento del aire.  b.  El porcentaje de vapor que se condensa y la composición final de la fase gaseosa si el

aire se enfría hasta 80°C a presión constante. c.  El porcentaje de condensación y la composición final de la fase gaseosa, si en vez de

enfriar el aire, se comprime isotérmicamente hasta 8500 mmHg. 

Ejemplo 4: 1000 pies3 de aire saturado con agua a 30° y 740 mmHg se enfría a una temperaturainferior y la mitad del agua se separa por condensación. Calcule las libras de agua que secondensan y el volumen de aire seco a 30°C y 740 mmHg. 

Ejemplo 5: Un aire húmedo de día con 90°F, punto de rocío de 70°F y a la presión barométrica

de 29.8 pulg de Hg, se enfría durante la noche hasta 50°F sin que cambie la presión barométrica.Calcular por 10000 pies3 del aire de día:

a.  Las libras de agua depositadas durante la noche. 

 b.  El volumen de aire nocturno.

Pvagua: 0.3624 pulg de Hg a 50°F

0.7387 pulg de Hg a 70°F

1.421 pulg de Hg a 90°F 

Ejemplo 6: Cierto gas metano contiene vapor de CS2 en una proporción tal que la saturaciónrelativa a 35°C es del 85%. ¿A qué temperatura debe enfriarse la mezcla para que el 60% envolumen del CS2 se separe por condensación? La presión total de 750 mm Hg es constante y la

 presión de vapor del CS2 está dada por la siguiente relación:P* = 15.4T + 130

donde P* = presión de vapor del CS2 en mm HgT = temperatura en °C

Ejemplo 7: Un secador debe eliminar 200 kg de H2O por hora de cierto material. Ingresa en elsecador aire a 22°C con una humedad relativa de 50% y sale a 72°C con una humedad relativa

del 80%. ¿Cuál es el peso (en kg) de aire bien seco que se gasta por hora? El barómetro indica103 kPa.

Ejemplo 8: Se desea filtrar 1000 kg (1 tonelada métrica) de una suspensión que contiene 10%en peso de CaCO3 en un filtro rotatorio al vacío. La torta que se saca del filtro contiene 60% de

agua. Esta torta se coloca en un secador y se seca hasta que tiene un contenido de humedad de9.09 kg H2O/100 kg CaCO3. Si la humedad del aire que ingresa en el secador es de 0.005 kg de

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Problemas Propuestos de  Balance de Materia en Sistemas con Vapor ización y

Condensación  agua por kg de aire seco, y la humedad del aire que sale de la secadora es de 0.00 15 kg de agua por kg de aire seco, calcule:

a.  Los kg de agua eliminados por el filtro. 

 b.  Los kg de aire húmedo que ingresan en el secador .

Ejemplo 9: Un lodo negro húmedo contiene 50% en peso de agua. Una centrifugación extraeagua a razón de 100 lb/h. El lodo se seca aún más por medio de aire. Utilice los datos de lafigura para determinar cuánto aire húmedo (en pies3/h) se requieren para el proceso que semuestra.