Procesos industriales
Enviado por Fabravo1010 • 29 de Noviembre de 2019 • Apuntes • 1.341 Palabras (6 Páginas) • 108 Visitas
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Sistema Internacional de Unidades: Se define como el sistema de unidades que ocupan la mayoría de los países, también se denomina como Sistema Internacional de Medidas.
Sistema Tradicional de Unidades de Estados Unidos: Sistema de medida que es utilizados por los diferentes estados americanos y que en la actualidad ha tenido una alta aceptación a nivel mundial
La siguiente tabla muestra las unidades de medidas más utilizadas en los dos sistemas ya mencionados
Unidades de Medida | Sistema Internacional | Sistema Tradicional |
Longitud | mm, cm , m y km | pies y pulg |
Tiempo | s, min y hr | s |
Masa | mmg , g y kg (kg= N*s2/m) | slug o lbms2/pie |
Densidad | g/cm3 y kg/m3 | lbm/pie3 |
Fuerza | N (N= Kg*m/s2) | lbf |
Presión | Pa (Pa= N/m2), Kpa y bar | psi o lbf/pulg2 |
Energía | J (J= N*m) | lb-pie y Btu |
Capacidad Calorífica | J/kg*K y Kcal/kg*°C | Btu/lbm* °R y Btu/lbm* °F |
Potencia | W (W= J/s) , kW | lb-pie/s y Hp |
Temperatura | °C y K | °R y °F |
Nota: Capacidad Calorífica: Cantidad de calor requerido para aumentar en un grado la temperatura de una unidad másica
Equivalencias de Unidades: La siguiente tabla muestra las equivalencias de unidades más usadas en el ámbito de la ingeniería
Unidades de Longitud |
1(m) = 100 (cm) = 1000(mm)= 3,3(pies) = 39,7 (pulg) |
1 (km) = 1000 (m) |
1 (yarda) = 91,5(cm) |
1 (milla) = 5280 (pie) |
Unidades de Masa |
1(kg) = 1000(g) = 0,07 (slug) = 2,2(lbm) |
Unidades de Tiempo |
1(hr) = 60 (min) = 3600 (s) |
Unidades de Fuerza |
1(N) = 105(dinas) = 0,3 (lbf) |
Unidades de Presión |
1(Pa) = 1,45 * 10-4 (psi) |
1(psi) = 0,2 (lbf/pie2) |
1(bar) = 105000 (pa) |
1(atm) = 1,01(bar)= 14,7(psi) = 760 (mmHg) |
1(torr) = 134(Pa) |
Unidades de Energía |
1(J) = 107(erg) = 0,2(cal) |
1(Btu) =1055(J) = 778 (lbf - pie) |
Unidades de Potencia |
1(hp) = 746(W) = 550 (lbf-pie/s) |
Conceptos Básicos: Existen algunos términos de relativa importancia en el ámbito industrial que es importante tener en cuenta y no olvidar su respectiva definición para posteriormente tener una aplicación asertiva
- Fuerza : La fuerza se defina como el producto de la masa por la aceleración
[pic 1]
- Temperatura : Es una medida de calor o energía térmica de las partículas en una sustancia
[pic 2]
- Presión: Se define como la fuerza sobre unidad de área
- Balance de Materia
Proceso que indica la cantidad de materia que entra y sale en cierto intervalo de tiempo
d.1) Base de Cálculo: Es una referencia de alguna corriente o sustancia que entra o sale del proceso. Es un dato preciso, arbitrario, que facilita los cálculos
La ecuación general de Balance de Masa es:
[pic 3]
Ejercicios
- Realizar las siguientes conversiones
400 (pies) | (m) |
1500(millas) | (km) |
25(m/s) | (km/hr) |
100(millas/hr) | (m/s) |
8(kg) | (g) |
200(Kpa) | (psi) |
22,9(psi) | (mmHg) |
1 (g/cm3) | (lbm/pie3) |
30(pie2) | (cm2) |
26 °C | °F |
32°C | °R |
258°F | K |
12°R | °F |
- Se alimenta una columna de destilación de 420 (kg/hr) de una solución de cloruro de nitrógeno al 15% en peso y adicionalmente se concentra hasta un 25% en peso. Calcule el flujo de agua evaporada
- Un sistema se compone de 4 evaporadores, 2 pertenecientes al tipo E1 y los otros al tipo E2. Se sabe que los evaporadores E1 evaporan el doble de agua que los E2. Al sistema se alimentan 10000(kg/h) de una solución azucarada con una concentración del 20% de azúcar y a la salida del sistema se tiene una solución con una concentración del 80% de azúcar
- Realice un diagrama que represente la situación expuesta
- Determine cada uno de los flujos de salida del sistema
- Se cuenta con un proceso de tres evaporadores donde cada uno de ellos cumple cierta función. Al finalizar el proceso se pide que el producto final contenga un 90% en peso de nitrógeno, también se debe obtener a lo menos 1000(kg/h) de nitrógeno a la salida. Desde el inicio el producto original tiene composición en peso de nitrógeno del 50% y en cada evaporador se retira el 70% del agua que ingresa. Determinar:
- Composición del producto original
- Cantidad de agua retirada en cada evaporador
Ayudantía 1
Balance de Materia Para Procesos Integrados
Son procesos que indican la cantidad de materia que entra y sale en un cierto intervalo de tiempo usando el análisis de grados de libertad
- Análisis de Grados de Libertad
- Permite determinar la cantidad de variables necesarias de especificar para poder resolver matemáticamente un sistema de balances de materia.
- Si un sistema está correctamente especificado para su resolución, es decir, si existe igual número de ecuaciones linealmente independientes, respecto al número de variables desconocidas.
- Los grados de libertad (GL) se definen como la diferencia entre las variables desconocida o incógnitas (X) y el sistema de ecuaciones (Z)
[pic 4]
[pic 5]
El número de ecuaciones independientes será: BM + RA
El número de variables desconocidas será: VI – VE
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