8/20/2019 234732630 UNIDAD 1 Humidificacion Problemas Propuestos
1/20
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ACAPULCO
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA YBIOQUÍMICA
OPERACIONES UNITARIAS III
UNIDAD I:HUMIDIFICACION
PROBLEMARIO
EQUIPO N° 3
INTEGRANTES:
• CAMACHO MIRANDA EMILIA• CHAVES NAVA LARISA MALANI• CHAVES NAVA BRIAN ALBERTO• SUATEGUI DE LA CRUZ DIANA ISABEL• EMIGDIO SANCHEZ GUSTAVO
ACAPULCO, GRO. 08 DE JULIO DEL 2014
8/20/2019 234732630 UNIDAD 1 Humidificacion Problemas Propuestos
2/20
ÍNDICEUNIDAD 1: Humidificación
Problemas propuestos: 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9
4.1 Una masa de hidrógeno con Cl4C tiene una temperatura de rocío tr = 15 °C y
760 mm Hg. Calcúlese:
a) La humedad absoluta.
b) El volumen específico.
c) El calor específico.
d) La temperatura hasta la que ha de enfriarse, a la vez que se comprime hasta 2
atm, para separar el 60% del Cl4C.
Las tensiones de vapor del Cl4C en función de la temperatura son:
T °c 0 5 10 15 20 30 40
P mmH 14 18 25 33 91 143 216
Para los calores específicos del vapor de Cl4C y del H2 pueden tomarse los valores: 0.13 y 0.35Kcal/Kg °C.
Datos:
Hidrogeno:2 g/molCl4C:153.812=154 g/molTr=15°CP:760 mmHg
Solución:
a).- humedad absoluta
=3.4951 kg Cl4C/kg Hb).- volumen especifico
v= + ) =( + ) = (0.5 + 0.227) ( = 0.5227 +1 =12.3505
8/20/2019 234732630 UNIDAD 1 Humidificacion Problemas Propuestos
3/20
c) calor especifico
c= ( Cp) + ( Cp) vy= 0.35+0.13 (3.4951)=0.35+0.4543 = 0.8043
d) ym=
=0.0453
y`m= (0.0460) (4)=0.0184
ym – y`m= 0.0453 – 0.0184 = 0.0269
pv*= 1520
pv*= (1520)(0.0184)=27.46 mmHg
Se hace una interpolación para encontrar la temperatura de: 11.16°c que
corresponde a la tensión de vapor para que la mezcla se enfríe y comprima .
T °c P mmHg
10 25
X 27.46
15 33
Y= + ( -)/ -)= 27.46+ (-10) 35-25/15 = 11.16 °c A esta tensión de vapor le corresponde una temperatura de 11.16 °C, temperatura
hasta la que hay que enfriar la mezcla, a la vez que se comprime a 2 atm.
4.2 Una masa de aire está saturada con éter dietílico a 20 °C y 745 mm Hg.
Calcúlese:
a) La composición en volumen.
b) La humedad molar.c) La humedad absoluta.
d) El volumen específico.
e) La humedad absoluta si la temperatura desciende hasta 0 °C.
8/20/2019 234732630 UNIDAD 1 Humidificacion Problemas Propuestos
4/20
f) La cantidad de éter condensado si se enfrían hasta 0 °C 1000 m3 de mezcla
inicial.
Las tensiones de vapor del éter en función de la temperatura son:
t, °C | -10 | 0 | 10 | 20 | 30 |
p, mm Hg | 112.3 | 185.3 | 291.7 | 442.2 | 647.3 |
Solución:
Datos:
P: 745mmHg
T: 20°C
a) Fraccion molar
b) Pv: 442.2mmHgPg: 302.8mmHg
Pt: 745mmHg
c) Eter dietilico (Mv) = 74.12 kg/kmol
Aire (Mg) = 29 kg/kmol
8/20/2019 234732630 UNIDAD 1 Humidificacion Problemas Propuestos
5/20
d)
20°C +273= 293°K
* *
* * *
| | * *
8/20/2019 234732630 UNIDAD 1 Humidificacion Problemas Propuestos
6/20
4.3.- 300 m3 de CO2 saturados con agua se encuentran a 20 °C y 1 atm y
se comprimen hasta 2.5 atm a la vez que se enfrían hasta 15 °C, con lo
cual se condensa parte del agua que va separándose del sistema. A
continuación se expansiona hasta 1.3 atm y se calienta hasta 20 °C.
Calcúlese:
a) La humedad absoluta final.b) La cantidad de agua condensada.
c) La humedad relativa final.
d) El volumen de la mezcla medido en las condiciones finales.
Datos:
T= 20°C
T2=15°C
P=2.5 atm
P2=1.3 atm
Solución:
a)
b)
*
8/20/2019 234732630 UNIDAD 1 Humidificacion Problemas Propuestos
7/20
c)
d)
* *
4.4 100 m3 de una mezcla de CO2 y vapor de agua medidos a 50 °C y 750
mm Hg tienen una composición del 6% en volumen de vapor de agua.
Calcúlese:
a) La humedad absoluta.
b) La humedad relativa.
c) La humedad relativa porcentual.
d) El volumen específico.
e) La temperatura de rocío.
f) La presión a la que se alcanza la saturación permaneciendo constante latemperatura.
8/20/2019 234732630 UNIDAD 1 Humidificacion Problemas Propuestos
8/20
Solución:
a)
a) b)
* * c) *
d) En la tabla de vapor de agua, buscando a la presión de vapor de 45 mm Hg
e interpolando con los datos proporcionados por dichas tabla, encontramos
que la temperatura de roció será de 36.2°c.
Presión en Kg/Cm Temperatura en °c
0.060.060.08
35.8236.20 (valor interpretado)41.16
8/20/2019 234732630 UNIDAD 1 Humidificacion Problemas Propuestos
9/20
e)
4.5 Una mezcla acetona – nitrógeno a 800 mm Hg y 30 °C tiene una saturación
relativa del 80%. Calcúlese:
a) La humedad molar.
b) La humedad absoluta.
c) La humedad relativa porcentual.
d) El volumen específico.
e) La masa de acetona contenida en 1 m3 de mezcla.
Datos
P= 800 mm Hg
T= 30°C
% de humedad: 80%
Solución:
a)._ 80/100= 0.80
pv= (φ) (pv*)=(0.80)(283) =226.4
ym= Pv/P-Pv =226.4 /800-226.4 = 0.3947
b)._ ym= = (0.3947) = 0.8175
8/20/2019 234732630 UNIDAD 1 Humidificacion Problemas Propuestos
10/20
c)._ φp = = 73%
d)._ v=
+
)
=(
+
)
= (0.0357+ 0.0003) (
= 1.17
e)._ m= y/v = 0.818/1.17=0.6991
4.6 En un depósito de 5 m3 se ha de almacenar aire a 15 atm y 25 °C. El aire con
que se alimenta el compresor situado a la entrada del depósito se encuentra a 25
°C y humedad relativa del 40%, a la presión atmosférica normal. Calcúlese la
cantidad de agua condensada en el depósito.
Datos: calculando Pv:
P=15atm 5 de aire T= 25°C
P= 15atm Mv=18
Mg=29
8/20/2019 234732630 UNIDAD 1 Humidificacion Problemas Propuestos
11/20
-calculando a 1atm:
Calculando a 15 atm:
Calculando: Humedad absoluta
*Volumen especifico T= 25°C+273=288°k
8/20/2019 234732630 UNIDAD 1 Humidificacion Problemas Propuestos
12/20
() 0.5847kg es la cantidad de agua condensada
4.7 Calcúlese la temperatura húmeda y la temperatura de saturación adiabática de
una mezcla benceno – aire a 30 °C que tiene una humedad absoluta de 0.200 Kg
benceno/Kg aire.
Solución:
Datos: Formulas
T: 30°C *temperatura humeda
Y=0.200kg benceno/kg de aire Benceno= 0.400 *
T°C=30
P/mmHg=119.4mmHg
8/20/2019 234732630 UNIDAD 1 Humidificacion Problemas Propuestos
13/20
Tabla: A-12
Calculando la humedad de saturación Yw y tanteando una temperatura supuesta
de tw=15ºc
1ª tanteo
Benceno – tensiones de vapor P: 760mmHg
T,ºc 5 10 20 30 40 50
P,mmHg 34.9 45.6 75.3 119.4 183.2 271.6
Humedad de saturación de benceno a 10ºc y 20ºc
Benceno a T=10ºc y P=760mmHg
* *
8/20/2019 234732630 UNIDAD 1 Humidificacion Problemas Propuestos
14/20
Benceno a T=20ºc y P=760mmHg kg
*
*
Teniendo:
0.5550=0.0555
Interpolando
Tºc
10ºc 0.1715
0.2550
20ºc 0.2955
(17ºc)
A esta temperatura (17ºc) corresponde a una humedad de 0.2550kg de benceno
/kg
Tanteo 2.- suponiendo Tw=17ºC
8/20/2019 234732630 UNIDAD 1 Humidificacion Problemas Propuestos
15/20
*interpolando
Por lo que la temperatura húmeda es Tw=17°C
Por lo tanto, la temperatura de saturación adiabática será ts = 14 °C.
b) temperatura de saturación adiabática
Tanteo – suponiendo que ts= 15°C
109 Ys=0.2+(0.35+0.41 Ys) 15
109 Ys-21.8= (5.25+6.15 Ys)
8/20/2019 234732630 UNIDAD 1 Humidificacion Problemas Propuestos
16/20
109 Ys=+6.15 Ys = 5.25 + 21.8
115.15 Ys=27.05
Teniendo
Tanteo 2, suponiendo que ts=14°C 105Ys=21=(5.6+6.56 Ys)
Ys=0.2702
Teniendo
Por lo tanto, la temperatura de saturación adiabática será ts=14°C
8/20/2019 234732630 UNIDAD 1 Humidificacion Problemas Propuestos
17/20
4.8 determine gráficamente las siguientes propiedades de aire húmedo a 35 ° c y 760 mm
Hg.
a) humedad absoluta en condiciones de saturación
b) volumen especifico en condiciones de saturación
c) temperatura humedad y temperatura relativa si la temperatura de rociór es de 15°c
d) temperatura relativa y temperatura de roció si la temperatura humedad es de 30°c
e) temperatura humedad y temperatura de roció si la humedad relativa es del 80 %.
8/20/2019 234732630 UNIDAD 1 Humidificacion Problemas Propuestos
18/20
8/20/2019 234732630 UNIDAD 1 Humidificacion Problemas Propuestos
19/20
4.9.- Disponemos de una masa de aire a 50°C con el 30% de humedad relativa a 760mmHg.
Calcúlese:
a)
*
b) c) T°C mmHg
27 26.74
27.62 27.753
28 28.35
-------------------------------------------------
1 1.61
X= 0.3708 0.597
28°C – 0.3708 = 27.6292°C
d) e)
35°C = 0.4218
* Pv=0.4218 = 42.18
Pg= 717.82 760-42.18= 717.82
8/20/2019 234732630 UNIDAD 1 Humidificacion Problemas Propuestos
20/20
*
*
f) 32.5 °C