Problemas De Primer Parcial.docx

Practica 1 de Operaciones II

1.- En la transferencia de masa y calor combinados se conoce el valor de Jh, a partir de este valor cómo determina el valor de kg suponiendo que conoce todas las propiedades del fluido. 2.- Dibujar un diagrama de presión del agua en función de la longitud de un tubo refrigerado por el exterior, por cuya parte inferior ingresa aire con 70% de húmedo y a temperatura elevada. El diagrama debe ilustrar la variación de la presión del aguaen el centro del tubo y la pared (interfase agua-aire) con la longitud, en ordenadas se debe colocar a la presión y en abscisas la longitud del tubo. 3.- Se desea concentrar 10000 Kg/h de una disolución de NaOH, desde 20 % hasta 40 %, en un evaporador simple

cuyo coeficiente integral de transferencia de calor en las condiciones de operación es 1900 kcal/m 2h°C. El vapor de calefacción es vapor saturado a 4 atm manométricas y en la cámara de evaporación la presión absoluta es de 200 mmHg. La pérdida de calor al exterior por convección y radiación son despreciables. Considere que el calor integral de solución es cero. La disolución de alimentación ingresa al evaporador a 30°C. Determínese: a) Consumo de vapor vivo por hora, b) Superficie de calefacción, c) Economía del proceso. d) Si en lugar de utilizar un evaporador de efecto simple se usa un evaporador de doble efecto para la concentración de esta solución de NaOH, cuyos coeficientes de trasmisión de calor son de: 1900 y 1600 kcal/m2h°C, para el primer y segundo evaporador respectivamente, suponiendo que en la cámara de evaporación del segundo efecto tiene una presión absoluta de 300 mm Hg, Calcular la economía del proceso, las superficies de calefacción suponiendo dimensiones iguales y el consumo de vapor por hora. 4.- En un tubo de pared húmeda ingresa aire con una densidad de flujo de 12 Kg/m2s y 6% de humedad relativa, y sale con una humedad, tal que la presión del agua a la salida es 70 % de la presión de vapor y el agua desciende a 20 °C, las dimensiones del tubo son: Di = 2.5 cm y L= 2 m, mmHg, el aire circula a la presión atmosférica y a 24 °C de T°. Hallar el coeficiente de transferencia de masa. 5.- Ciertos investigadores pasaron aire a través de un relleno formado por cilindros de naftalina. Los cilindros

estaban acomodados en forma transversal a la corriente dispuestos de una forma especial con el aire fluyendo perpendicularmente a los ejes de los cilindros. El coeficiente de transferencia de masa se determinó midiendo el régimen de sublimación de la naftalina. Para una forma y espaciamiento de los cilindros, con aire a 50°C y 1 atm. de presión el valor puede obtenerse empíricamente de: kg = 0.006G’ donde G’= velocidad superficial de masa de aire en Kg./h m2 kg = moles/h m2 atm. Estimar el coeficiente transferencia de masa que se puede esperar para la evaporación del agua en aire para la misma disposición geométrica, cuando el aire fluye a una velocidad superficial de 50 cm/seg., 50°C y 2 atm. de presión 6.- Para la disolución de cristales de sulfato de cobre penta hidratado solubles en agua, en un tanque agitado se obtuvo la siguiente ecuación de transferencia de masa. kL,med T / DAB = 0.05 Re0.833 Sc0. 5

Donde T = diámetro del tanque, Re= número de Reynols del agitador

Un tanque de 1m de diámetro y 2 m de profundidad, contiene agua hasta 2/3 del volumen, es agitado con un agitador de 30 cm de diámetro y Re = 90000. 100 Kg de CuSO4.5H2O en forma de cristales uniformes de de 0.4 cm de diámetro, se vierten al tanque. a).- Calcular la velocidad inicial de disolución en Kg/h b).- Calcular el tiempo requerido para disolver 50 Kg de los cristales c).- Calcular el Tiempo requerido para disolver todos los cristales. Datos y Suposiciones: Suponer que la T° permanece constante a 25 °C. Para la difusividad de los cristales en H 2O DAB = 0.020 cm2/seg . La densidad de los cristales es de 2000 Kg/m3. Suponer que la viscosidad de la solución permanece en 1 centipois y la densidad 1000 Kg/m3. Suponer que los cristales permanecen esféricos. La solubilidad de los cristales en agua a la temperatura del problema es de 0.02 fracción molar.