PROBLEMAS DE PROCESOS SOBRE BALANCES DE ENERGIA

PROBLEMAS DE PROCESOS SOBRE BALANCES DE ENERGIA

1. La temperatura promedio del agua en una ciudad es de 13º C; un operario gasta para hacer un lote de gelatina 12 litros de agua a 42º C. Si la energía para calentar el agua proviene de una central hidroeléctrica cuya eficiencia es de 18% y el agua cae desde 128 metros para accionar la turbina generadora de energía, calcular el volumen de agua que debe caer en la central para calentar el lote que realiza el operario. La densidad del agua es de 1.015 Kg./litro

2. Un fabricante de paletas compra un congelador que extrae 7200000 cal/hora. Una paleta tiene una masa de 100 gramos, su calor específico en la fase líquida es 1.13 cal/g º C y en la fase sólida es de 0.78 cal/g º C. Si su calor latente de fusión es de 117 cal/g y su punto de fusión es de – 2º C. ¿Cuántas paletas puede producir por hora, si prepara la mezcla a 14º C y debe retirarlas del paletero a – 8º C. Suponga que los moldes requieren el 7.8% del calor extraído.

3. Un evaporador al vacío y de baja temperatura, debe concentrar 5000 Kg de una solución de NaOH del 10% al 50%. La solución entra al evaporador a 25º C. La presión es de 0.1 atmósferas y bajo estas condiciones el punto de ebullición de la soda al 50% es de 88º C. Determinar la cantidad de calor suministrada por hora.

Entalpía para la solución al 50% y 88º C = 119 Kcal/Kg

Entalpía del vapor a 0.1 atm y 88º C = 637 Kcal/Kg

Entalpía de la solución al 10% y 25º C = 19 Kcal/Kg

4. Un granjero desea comprar un calderín de agua para pasteurizar la leche que produce en su finca; la pasteurización requiere 1.8 m3 de agua a 92º C, saliendo a 42º C . La temperatura media del agua en la finca es de 30º C y se calienta en el calderín de resistencia eléctrica. La energía disponible de su planta eléctrica es de 25Kw-h

1.0 Kw-h = 3.6X106 Julios y 1.0 cal = 4.18 Julios Para el agua: Cp = 1.0 Kcal/Kg º C

Con esta información, determinar:

a. La cantidad requerida para la pasteurización

b. La capacidad en Kw-h del calderín

c. En al comercio se encuentran disponibles calderines de 5-10-15 y 20 Kw. ¿Cuál recomendaría usted al granjero?

5. En el proceso de elaboración de un mosto (solución de almidones, azúcares, proteína, cereales o frutas en agua), se lleva el líquido de 65º C a temperatura de ebullición. El equipo (olla de cocción) tiene una capacidad de 10000 litros del mosto emplea como medio de calefacción vapor de agua a 2.8 Kg/cm2., éste se condensa y enfría durante el proceso hasta llegar a 92º C. La eficiencia de transmisión de calor para el equipo es del 68 y durante

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