Formulario De Procesos.docx.docx

℉

Trasformación de

℉ + 460 =ºK 1.8

1atm=1.033(Kg/cm2) =1.01325bar=101325Pa=101.325 KPa=1013.25HPa=1013.25mbar= 14.7Lb/pulg2=14.7Psi. 1bar=105Pa 1joule = 9.4781*10-4 BTU = 107erg P (Cbba) = 565mmhg 1pie = 30.48cm = 0.348m 1pulg = 2.54cm = 25.4mm 1Lb = 453.59g = 0.45359Kg 1cm2 = 0.155pulg2 1L = 0.001m3

masa de aire masa de combustible T ⌋ = φ = ⌊ masa de aire R masa de combustible ACt 1 = ACr Exceso

%Aire Exceso=

Aire teorico ( Aire real− ) Aire teorico

Psi a MPa

Trasformación de

Psi∗0.1 =MPa 14.7

ANALISIS DE COMPOSICION MEZCLAS DE GASES. Análisis gavimétrico M1 =

%Base Seca=

1

=

¿ nt

Mi Mt

Masa molar aparente n

Mm=∑ γ∗M k=1

PM aire=28.97 g/mol

RELACIONES P y T PARA MEZCLAS GASES IDEALES. MODELO DE DALTON n

P=P1+P2+P3=

∑ Pi k=1

MODELO DE AMAGAT n

V=V1+V2+V3=

∑ vi k=1

%H2O condensada=

agua ( MM 3∗γ 1∗γ agua )

γ

Análisis molar

P1=γ 1∗PT X100

a K

X100

( n componente ) nT

X100

5 ℃= ( ℉−32 ) 9 9 ℉= ℃ + ( ℉∗32 ) 5 AIRE O2 N2 4.76 mol =imol +3.76 mol aire O2 N2 4.31 Kg =1 Kg +3.31 Kg

1pie3= 0.028316m3 1pulg3=5.7870*10-4pie3 1Lb=0.4535Kg 1Lb=7000grano 1Lb=453.59gr 1BTU/h=0.21615pieLbf/s 1BTU/h=0.2930Watt 1BTU/s=1055.05Watt 1Hp=2544.43BTU/h 1Hp=745.7J/s 1joule=9.478*104 BTU 1Cal=0.00396BTU

P1 n1 V 1 = = PT nT V T ∆ H=n∗Cp∗∆ T ∆ U =n∗Cv∗∆ T T2 P2 ∆ S=Cp∗ln −R∗ln T1 P1 γ 1=

PROPIEDADES DE UNA MEZCLA GAS IDEAL Y UN VAPOR.  HUMEDAD RELATIVA

ф=

Pv v g ρ v P a∗ω = = = P g v v ρ g 0.622∗P g

 HUMEDAD ABSOLUTA=RELACION DE HUMEDAD

Pv Pv φPg PROCESOS DE =0.622 =0.622 Pa P−Pv P−φPgACONDICIONAMIENTO m v PM v∗P v DE AIRE ω= = ma PM a∗P a  VOLUMEN ESPECIFICO  CALENTAMIENTO Y 0.08314∗T (ºK ) Ra∗T m3 ENFRIAMIENTO v esp= = = Pa∗PM ( 1−Pv ) ¯¿ 28.97 KgA . S . MANTENIENDO  PRESION DE SATURACION. CONSTANTE LA Pg en ¯¿ RELACIÓN DE ¿ HUMEDAD ¿ ln ¿  ENTALPIA DE LA MEZCLA. Q=m a ( Cp a∗T 2+ω 2∗h g 2 ) −ma (Cp a∗T 1+ ω 1∗h g 1 hm=ha+ ω∗hv ω=0.622

(

)

(

)

Como resolver: *para resolver se utilizan estos ---Cuando te pide flujo másico de aire valores: ha =1.005x (T)………… T= ºC seco. 1ro se calcula Pv con las condiciones de SISTEMA (ha=entalpia de aire seco) INTERNACIONAL 1∗p g 1 hv= 2501.7+1.82x (T)…T=ºC (hф v= 2do calculas la Pa=Pt – Pv vapor de agua) 3ro el volumen especifico con las hm= 1.005xT + ω x ecuaciones de arriba en las condiciones (2501.7+1.82xT)…….. T en ºC(1)

4to por ultimo el flujo másico q es = (flujo volumétrico/volumen especifico) ---Cuando te pide la relación de humedad Sabes q ω 2=ω 1 entonces calculas

SISTEMA

ha =0.240x (T)………… T= ºF 0.622∗Pv con ω 1= (ha=entalpia de aire seco) Pa hv= 1061.5+0.435x (T)…T=ºF---Cuando te pide el flujo de calor (KJ/min) Calculas h1 y h2 con (hv= vapor de agua) h 1=1.005∗T 1+ω 1∗h g 1 y luego hm= 0.240xT + ω x (1061.5+0.435xT)…….. T= ºF se reemplaza en Q=m a∗(h2−h 1)

INGLES

---Cuando te pide la humedad relativa al final. Con la temperatura 2 se calcula Pg 2 y se reemplaza en

ω

2

¿ 0.622

φ2 Pg2 ( P−φ 2 Pg2)

Calentamiento o enfriamiento

TEMPERATURA DE SATURACION ADIABATICA Y TEMPERATURA DE BH  mw = ma x( ω 2−ω 1 )  Cp a∗( T 2−T 1 )+ ω 2∗(h fg 2) ω 1= h g 1−h f 2 3

 HUMIDIFICACIÓN Se utilizan las siguientes ecuaciones:



DES HUMIDIFICACIÓN CON CALENTAMIENTO.

---Cuando te pide la cantidad de agua retirada o agua perdida. Por este proceso --- ω 2=ω 1 y

ω 3=ω 4 Se calcula las entalpias en el estado 1 y 4 con la ecuación h 1=1.005∗T 1+ω 1∗h g 1 luego se sabe q para calcular T2 tenemos q calcular Pv2 y usar ф1∗P g 1=P v 2 y leemos de tablas……lo mismo para T3 ahora con los dato de T2 y T3 calculamos h2 y h3….. Luego la cantidad de agua perdida=

∆ ω=ω 3−ω 2

---El calor extraído por el sistema de enfriamiento. Para este dato se calcula con la formula y con los siguientes datos:

q=h 3+ ( ω 1−ω 3 ) h f 3−h 1 ---El calor suministrado por el último cambiador de calor. El calor suministrado se lo halla con la siguiente formula…. q ¿ h 4−h 3

∑

Enfriamiento

m s h s=ma∗( h 3−h 2) m s=( ω 3−ω 2 )∗ma ---cuando te piden el calor transferido en KJ/Kg de A.S. 1ro se calcula ω 1 luego calculas h1. 2do el valor de ω se mantiene constante y entonces se calcula h2 con la temperatura 2. Y por ultimo el calor transferido es q=h 2−h 1 ---cuando piden la masa de vapor necesaria en Kg agua/KgAS Se calcula 1ro ω 3 en las condiciones de salida. Este valor calculado es mucho mayor que el de ω 1 y ω 2 por lo tanto se calcula con

mw =ω 3−ω 2 ma

---para la temperatura de vapor necesaria Ahora calculamos h3=C pa*T3+

ω 3∗h g 3

Calculamos

h w=

ma (h3−h 2) mw

y

con esa entalpia se calcula la temperatura….. Esa fracción es el inverso del valor calculado en el inciso anterior.

Calentamiento

Calentamiento

Humidificación

Agua condensada

Salida del exceso de agua

 ENFRIAMIENTO POR EVAPORACION Se utilizan las ecuaciones para el siguiente proceso de enfriamiento adiabático:

0=h1+ ( ω 2−ω 1 )∗h w−h 2 ---cuando piden la cantidad de agua añadida en (Kg agua/Kg AS) 1ro se calcula ω 1 en las condiciones de entrada…. Y lo mas importante para ω 2 se calcula con 

 MESCLA ADIABÁTICA DE 2 CORRIENTES DE ( C pa∗T 1+ ω 1∗h g 1 ) + ( ω 2−ω 1 )∗h fw=(C pa∗T 2+ ω 2∗h g 2) AIRE

donde h fw es igual a 83.96 2do por ultimo calculamos la diferencia de

Ahora usamos: Balance másico

---cuando te piden la humedad relativa al final

Balance

Δω=ω 2−ω 1

1ro se calcula

ω∗P Pv= ω+0.622

y ahora

se calcula ф2=Pv/Pg. ---cuando te pidan temperatura de saturación adiabática. Los pasos a seguir pueden variar pero lo q se trata de lograr es sacar un aproximación al valor posible de ω 2 sat se utiliza la ecuación

ω 1=

Cp a∗( T 2−T 1 )+ ω 2∗(h fg 2) h g 1−h f 2

donde se reemplazan los valores de la condición de entrada. Después de eso se calcula el posible valor de

m a1+ ma 2=ma 3 del

aire

vapor

de

seco: agua:

m a1∗ω 1+m a 2∗ω 2=m a 3∗ω 3

Balance de energía en mezcla adiabática:

m a1∗h 1+m a2∗h 2=m a 3∗h 3

Para resolver: ----para hallar la temperatura final del sistema: 1ro se ven los datos ósea si existe flujo volumétrico, T1 y ф1 y lo primero q calcularas será P v 1=ф 1∗P g 1 y luego la Pa, que es igual a Pa1=1−Pv 1 después de esto calculas el volumen especifico con

v esp=

0.08314∗T (ºK ) Ra∗T m3 = = Pa∗PM ( 1−Pv ) ¯¿ 28.97 KgA . S .

y luego se calcula el flujo másico q es

ma1=

ω2 con la

másico

del

calcula

flujo volumetrico ahora se volumen especifico 0.622∗Pv después de ω 1= Pa

eso se calcula

h 1=1.005∗T 1+ω 1∗h g 1

ecuación

0.622

Pv ( P−Pv )=ω 2 sat

si

los valores son aproximados entonces se puede calcular de tablas… por regresión lineal. Agua a 20 ºC

.

2do lo mismo que se hace en el paso 1 solo q se toman los valores de la entrada (2). 3ro se calcula ω 3 de ….

m a1∗ω 1+m a 2∗ω 2=m a 3∗ω 3 sabiendo q el flujo másico m a3 m a1+ ma 2=ma 3 Se

calcula

la

entalpia

3

m a1∗h 1+m a2∗h 2=m a 3∗h 3

Salida de agua en exceso

y es

de……

Ya teniendo esos valores se calcula la temperatura T3 con

hm= 1.005xT + ω x (2501.7+1.82xT)…….. T en ºC y T3

(entalpia de la mezcla). ---para calcular la humedad relativa al final o a la salida Para este caso se usa la ecuación

0.622

Pv 3 =ω 3 ( P−Pv 3)

es de ahí que

se despeja Pv3 luego se reemplaza en ф3=Pv3/Pg3. ---cuando te pide el valor del flujo volumétrico en la salida. Se usa la siguiente formula:

ϑ 3=v esp 3∗(m a 1+m a2) despues se convierte en las unidades q te pide.

1ro se calcula

0.622 calcula

φ 1 Pg 1 =ω 1 ( P−φ 1 Pg1 ) φ 2 Pg2 0.622 ( =ω 2 P−φ 2 Pg 2 )

También se

Y luego leemos de tablas los siguientes valores: hg1. hg2, hf3 y hf4 después reemplazamos en la ecuación (1) de torre de enfriamiento. Nos queda como incógnita m w 4 además que para las torres de enfriamiento m a1=m a2 seguido de eso usaremos la ecuación (2) donde las incógnitas son m a1 y m w 4 . Por lo tanto tenemos 2 ecuaciones con 2 incógnitas ojo: debes de encontrar m a1 por lo que despejas en función a m a1 . Ok y esa es la cantidad de flujo másico de A.S. en (Kg/min). También se puede calcular el flujo volumétrico que es: Flujo volumétrico=

ϑ 1=v esp 1∗(ma 1)

AIRE A LA SALIDA

ENTRADA DE H2O CALIENTE

AIRE ATMOSFERICO

 TORRE DE ENFRIAMIENTO En este caso es más complejo darse cuenta pero solo se aplican 3 formulas:

SALIDA EXCESO DE H2O

m a1∗h m1+m w 3∗h w 3=ma 2∗h m2+m w 4∗h w 4 m a1 ( h a 1+ω 1∗h g 1 ) + mw 3∗h w 3=m a2 ( h a 2+ω 2∗h g 2 )+ mw 4∗h w 4

…………..(1)

Y el balance de masa para el agua

m w 4=m w 3−ma (ω 2−ω 1) ……… …(2) Ahora bien para resolver se usa…… - Cuando te piden el flujo másico de A.S. en (Kg/min) que atraviesa la torre. (Ósea en el punto 1 de la torre)