Operaciones I.docx.docx

Práctica de operaciones unitarias I 1.- Flujo compresible de un gas en una línea de tubería:Se está bombeando gas natural, que es esencialmente metano, a través de una tubería de 1.016 m Di, por una distancia de 1.609 x l05 m (De longitud), a una velocidad de 2.077 kg mol/s. Puede suponerse que la línea es isotérmica a 288.8 K. La presión P2 en el extremo de descarga de la línea es 170.3 x l03 Pas y es absoluta. Calcule la presión P1 en la admisión de la línea. La viscosidad del metano a 288.8 K es de 1.04 x 10-5 Pa. s. qA En un tubo liso que tiene un diámetro interior de 0.010 m está fluyendo nitrógeno gaseoso a 25 ºC a una velocidad de 9.0 kg/s m2. El tubo mide 200 m de largo y el flujo puede suponerse isotérmico. La presión a la entrada del tubo es de 2.0265 x l05 Pa. Calcule la presión de salida. 3.- Se lleva hidrogeno a presión desde un recinto que se encuentra a 20 atm, hasta el lugar de utilización, a donde ha de llegar a la misma presión de 20 atm. La tubería de conducción de acero de 2” y su longitud total es de 500 m. Para llevar a cabo la operación es necesario elevar la presión hasta 25 atm. A la salida del primer recinto por medio de una bomba. Si el flujo de gas se hace en condiciones isotérmicas a 20º C. determínese su valor y la potencia de la bomba a instalar. (Se supondrá que el factor de compresibilidad es invariable e igual a la unidad, y para la viscosidad puede tomarse el valor de 9 x 10-5 poises.) 4.-Para calentar 3000 Kg de etanol desde 20 hasta 70ºC se hace pasar por el interior de un tubo de paso sencillo constituido por un conjunto de tubos de 1” de diámetro nominal y 1.6 metros de longitud. Para el calentamiento se dispone de vapor de agua saturada a 1 atm de presión manométrica que se condensan en el exterior de los tubos, siendo su coeficiente de condensación 6000Kcal/m2hºc. Determínese en número de tubos necesarios (se tomaran las propiedades del etanol a su temperatura media, para la determinación del coeficiente de convección pared de tubo – etanol, se despreciara la resistencia de la pared del tubo). 5.-Para condensar vapor de agua a 100 º C se emplea un condensador tubular de paso sencillo. El agua entra a 10 º C por el interior de los tubos a velocidad de 1 m/s y el vapor de agua condensa sobre la superficie de los mismos. El cambiador está formado por 100 tubos de diámetro interno de 1” nominal, y longitud de 200 cm. En las condiciones de operación, y admitiendo que en interior de los tubos existe una capa de incrustación de 0.2 mm de espesor y k= 1.6 kcal/m2h ºC, el coeficiente de condensación de vapor de agua es 5000 Kcal/m2 h ºC. Calcular la cantidad horaria de vapor de agua que condensa, y la temperatura de salida del agua de refrigeración.