Fecha: 09/01/2011 Profesora: Ing.Jenny Venegas Ayudante: Andrés Morales BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA DEBER # 4 (Sistemas multifasicos y psicrometría) 1. Usando las tablas de vapor encuentre: a) La calidad del vapor a 160 psia y una entalpía de 1100 BTU/lb. b) El volumen específico de un vapor a 380° F y 3% de humedad. c) La temperatura y la condición de un vapor a 100 psia y un volumen específico de 3.9888 pies3/lb. d) La temperatura, entalpía y condición de un vapor a 200 psia y un volumen específico de 2.1736 pies3/lb. e) La condición de un vapor, energía interna y volumen específico de un vapor a 210° F, y una entalpía de 425 BTU/lb. 2. Para el aire a presión atmosférica de 14.7 psia, T= 82° F y Tw = 70° F determine: a) Humedad especifica b) Humedad relativa c) La presión de vapor de agua a 82° F y la presión del vapor de agua en el aire d) Punto de rocío e) Entalpía f) Volumen especifico por libra de aire seco 3. Resolver lo siguiente El aire sale del humidificador con un 90% de humedad relativa.1) Calentamiento final. En la primera etapa del proceso el amoníaco y el aire se mezclan y pasan sobre . en ⁰ F.La cantidad de humedad agregada. en libras. (4) Porcentaje de saturación cuando el aire de (3) se enfría a 82⁰F. (3) Temperatura de saturación adiabática y temperatura de bulbo húmedo del aire cuya temperatura de bulbo seco es de T =120⁰F y de punto de rocío= 60⁰F. El ácido nítrico se produce en el proceso Ostwald por oxidación del amoníaco con aire.(a) Calcular: (1) Humedad del aire saturado a 120⁰F.2) Precalentamiento 2 -3) humidificación adiabática 3 .La temperatura a la salida del precalentador. (5) Libras de agua condensada/100 lb de aire húmedo de (3) cuando éste se enfría a 40⁰F. haciéndolo pasar por tres procesos: 1 . Represente los procesos en un diagrama psicrométrico y calcule: a.. 5. (b) Calcular la temperatura del bulbo húmedo y el porcentaje de humedad relativa antes y después para los siguientes casos: Bulbo seco T (⁰F) 80 150 100 60 % de humedad absoluta 40 60 10 95 Bulbo seco final T (⁰F) 100 100 60 150 4. en Btu. c.La cantidad de calor requerida en el precalentador.. se desea obtener aire a 100⁰ F y 25% de humedad relativa. b. (2) Volumen saturado a 120⁰F.. Inicialmente a 45⁰ F y 20% de humedad relativa. 6.6 cal/g y el volumen especifico del sólido es 0. Los gases salen del catalizador a una presión de 743 mm Hg y 700º C de temperatura. d) El volumen de gases que salen del catalizador por cada 100 pies cúbicos de amoníaco que entra al proceso. El amoníaco y el aire entran en el proceso a 20º C y 755 mm HG.374 T P en atm y T en K El calor de sublimación a 25°C es de 58. según las siguientes reacciones teóricas: 2NO + O2 -> NO2 3NO2 + H2O -> 2HNO3 + NO El NO liberado en parte se vuelve a oxidar y forma más ácido nítrico en sucesivas repeticiones de las reacciones anteriores. Con esta información calcule lo siguiente: a) El volumen de aire requerido por cada 100 pies cúbicos de amoniaco que entra en el proceso.un catalizador a la temperatura de 700 ºC. La siguiente reacción tiene lugar: 4NH3 + 5O2 --> 6H2O + 4NO Los gases de este proceso pasan dentro de torres donde se enfrían y se completa la oxidación. b) El porcentaje de composición en volumen de los gases que entran al catalizador. El aire está presente en tal proporción que el oxígeno ha de estar en un exceso del 20% del necesario para la oxidación completa del amoníaco a acido nítrico y agua. . e) El peso de ácido nítrico producido por cada 100 pies cúbicos de amoníaco que entran al proceso. 7. La variación de la presion de vapor del yodo sólido con la temperatura esta dado por: log P = − 3512 .22 cm3/g Calcular el volumen molar del vapor a la presion de equilibrio de 25°C y compararlo con el valor dado por la ecuación de los gases ideales.83 − 2. suponiendo una conversión en la reacción del 85% y que no tiene lugar ninguna otra descomposición. c) El porcentaje de composición en volumen de los gases que salen del catalizador.013 log T + 13 . suponiendo que el 90 % de óxido nítrico que entra a la torre se convierte en ácido nítrico. 000 kg: a) Calcule los m3/h de gas total que ingresan en el reactor en C.2 atm. Bibliografía: • • Balances de materia y energía. Reklaitis . c ) Calcule los m3 de la mezcla de O2. Si la producción diaria de óxido de etileno es de 10. b) Calcule la proporción del reciclaje.E. Se alimentan etileno puro y oxígeno a un proceso para la fabricación de óxido de etileno (C2H4O): La figura P4. El resto del etileno consumido se descompone para formar CO2 y agua. y H.V. si la razón entre el 02 (g) alimentado y el etileno gaseoso nuevo es de 3 a 2. En estas condiciones.O que sale del separador cada día a 80°C y100 kPa. mediciones hechas en el reactor indican que en cada pasada se consume el 50% del etileno que ingresa en el reactor. G. CO2.8. m3 de C2H4 reciclado a 10°C y 100 kPa por m3 de etileno nuevo en C.E. y que de éste el 70% se convierte en óxido de etileno.38 es el diagrama de flujo del proceso El reactor catalítico trabaja a 300°C y 1. David Himmelblau Introducción a los balances de materia y energía.