Taller balance de materia y energía

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UNIVERSIDAD CATÓLICA DE MANIZALES

CURSO: BALANCES DE MATERIA Y ENERGIA

TALLER 1: BALANCES DE MATERIA EN OPERACIONES UNITARIAS (UNA UNIDAD)

1. Mil quinientos kg/h de una mezcla líquida que contiene 60% de etanol, 5% de un soluto disuelto (S) y el resto agua se alimenta a una columna de destilación continua que opera en estado estacionario. El diseño de la columna requiere que las corrientes de producto (destilado y cola) tengan velocidades de flujo iguales y que la corriente de producto ligero contenga 90% de etanol y nada de S. Todos los porcentajes son en masa. Halle los flujos y composiciones desconocidos.

2. Se mezcla una solución acuosa de ácido sulfúrico 2,324 Molar (densidad 1,139 g/cm3) con otra solución acuosa de ácido sulfúrico 18 Normal (densidad 1,498 g/cm3) para obtener 1250 kg/h de una solución 3,3 molal (densidad 1,213 g/cm3). Calcule los flujos másicos y composiciones desconocidos. Hallar luego los flujos volumétricos.

3. Se mezclan 250 mililitros/minuto de una solución acuosa 5,5 molar de NaOH (densidad 1,18 g/cm3) con una disolución 8 molal de NaOH (densidad=1,35g/cm3). Se desea que la corriente de salida contenga un 10% molar de NaOH. Halle la velocidad de flujo volumétrico.

4. Un gas que contiene 79,1% de N2, 1,7% de O2 y 19,2% de SO2, se mezcla con otro gas que contiene 50% de SO2, 6,53% de O2 y 43,47% de N2, para producir un gas que contiene 21,45% de SO2, 2,05% de O2 y 76,50% de N2. Todas las composiciones corresponden a porcentaje en mol. Determine en qué proporción deberán mezclarse las corrientes.

5. En una planta se mezclan cuatro corrientes de proceso para dar una corriente única de 2000 lbm/h. Las composiciones de las cuatro corrientes de entrada y la corriente de salida se muestran en la tabla siguiente:

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Calcule las proporciones en que deberán mezclarse las corrientes para los siguientes casos:

Caso a: Siempre deberán usarse 2 lbm de la corriente 1 por lbm de la corriente 3, para dar la corriente de salida con la composición mencionada.

Caso b: Se utilizan 2lbm de la corriente 1 por 1 lbm de la corriente 3, y 3lbm de la corriente 2 por 1lbm de la corriente 4, para dar la misma mezcla de salida.

6. El secado por aspersión (spray) es un proceso donde un líquido que contiene sólidos disueltos o suspendidos se inyecta en una cámara a través de un dispersor o atomizador. La neblina resultante se pone en contacto con aire caliente que evapora la mayor parte o todo el líquido, dejando que los sólidos secos caigan en una banda transportadora en la parte inferior de la cámara.

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