7/21/2019 Taller 1 Cuarto Examen

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 Ingeniería Química 

“ No hay que temer a nada en la vida.Sólo hay que entenderlo.” Marie Curie. 

ESTEQUIOMETRÍA –  214132do semestre de 2014

 TALLER 1 CUARTO PARCIAL

1) Una mezcla aire-vapor de agua contiene el 24% en volumen de vapor a una temperatura

de 70ºC y presión de 101,325 kPa. Calcular: a) Hm, b) Ha, c) Hr, d) Hp, e) Volumen

húmedo.

2) Mediante el uso de la carta psicrométrica para una mezcla aire-agua a 30ºC y humedad

relativa del 70%, determinar: la humedad absoluta, la temperatura de rocío y el volumen

específico.

3) Se tiene aire que contiene 0,02 kg de vapor de agua por kg de aire seco a 38ºC y 101,325

kPa y se va a enfriar a presión constante hasta 27ºC y luego se comprime a temperatura

constante hasta 506,625 kPa.

a) ¿Cuál es la temperatura de rocío del aire que entra al proceso y su humedad molar.

b) ¿Cuál es la saturación relativa en cada etapa?

c) ¿Cuánta agua se condensa en cada etapa del proceso?

4) 4 litros de una mezcla aire-vapor de agua están a 35ºC y a una presión de 90,659 kPa. La

presión parcial del vapor de agua es de 3332,5 Pa. Esta mezcla se somete a las siguientes

operaciones:

a) Se calienta a presión constante hasta 55ºC.

b) Se enfría a presión constante hasta 20ºC.

c) Se calienta a volumen constante hasta 55ºC.

d) Se enfría a volumen constante hasta 20ºC.

e) Se expande a temperatura constante hasta 10 L.

f) Se comprime a temperatura constante hasta 1 L.

Partiendo de la mezcla original para cada proceso, se deben calcular los siguientes

valores:

a) Presión parcial del vapor de agua.

b) Presión parcial del aire seco.

c) Presión total.

d) Volumen total.

e) Moles de vapor de agua en la mezcla final.

f) Moles de aire seco en la mezcla final.

g) Moles de agua condensada en el proceso.

Datos: Presión de vapor del agua a 20ºC 2,339 kPa, presión de vapor del agua a 35ºC

5,628 kPa, presión de vapor del agua a 55ºC 15,730 kPa.

5) Dióxido de carbono contiene 0,053 kmol de vapor de agua por kmol de CO2 seco a 35ºC

de temperatura y 100 kPa de presión total. Calcular:

a) Saturación relativa de la mezcla.

b) Porcentaje de saturación de la mezcla.

c) Temperatura a la cual debe calentarse la mezcla para que la saturación relativa sea

30%.

6) La figura muestra los datos de una operación de secado de una pulpa con aire

contracorriente empleando recirculación.

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 TALLER 1 CUARTO PARCIAL

 Aire 10°C

Hr 30%

 Aire de reciclo

 Aire fresco

Pulpa seca

0,2

Pulpa húmeda

1000 kg/h

2,0

100000 kg

aire seco

El contenido de humedad del aire fresco es 0,015 kg A / kg B mientras que a la salida del

secado es de 0,040 kg A / kg B. Calcular la fracción de aire que se recircula para minimizar

costos en el secador. Igualmente, calcular la masa de aire fresco alimentado.

7) Se dispone de 1000 m3 de aire a 20ºC, 95% de humedad relativa y presión atmosférica.

Este aire se va a deshumidificar en un equipo como se muestra en la figura, para obtener

un aire a 10ºC, 30% de humedad relativa y presión atmosférica.

Como el aire que sale del humidificador tiene una humedad absoluta de 0,001 kg A/kg B,

se hace necesario mezclarlo con una corriente de aire original para conseguir el producto

buscado. Calcular el volumen de aire que fluye por la corriente de desviación.

8) Parte del sistema de separación de un proceso de síntesis de acetaldehído consiste en

condensar agua de una corriente gaseosa procedente del reactor. Dicha corriente posee

un flujo total de 2500 kmol/h y una presión de 3 atm, con una composición 0,30 molar de

agua y 0,25 de acetaldehído. Para ello se propone hacer pasar el efluente por una turbina

para descomprimir la mezcla gaseosa y que salga a presión atmosférica; y después de ello

hacerla pasar por un enfriador para que la temperatura final sea de 75ºC. Sin embargo,

bajo estas condiciones, la simulación del proceso es errónea, indicando que en dicho

proceso no existe condensación.

a) Explique, mediante cálculos numéricos, a qué es debido este problema.

b) ¿Cambiaría algo del planteamiento propuesto?

c) ¿qué temperatura sería necesario alcanzar para que la condensación de agua fuera

del 95%?

d) A la temperatura determinada en el apartado c), ¿el acetaldehído estaría condensado?

Deshumidificador Aire 30°C

Hr 95%0,001

 

Secador