Calculo de ingeniería

Calculo de ingeniería

8.15 Una corriente de vapor de agua que fluye a razón de 250 mol/h se lleva desde 600°C y 10 bar hasta 100°C y 1 atm.  

1. Estime la velocidad de enfriamiento necesaria (kW) de tres maneras: (i) mediante las tablas de vapor, (ii) empleando los datos de capacidad calorífica de la tabla B.2, y (iii) empleando los datos de entalpía específica de la tabla B.8.
2. ¿Cuál de las respuestas del inicio (a) es más exacta y por qué?    
3. ¿Cuál es la importancia física de la diferencia entre los valores calculados por los métodos (i) y (ii)?

a. 𝑛̇ = 250 𝑚𝑜𝑙/ℎ 

        i.         [pic 1] 

La mejor forma de conocer el flujo de calor en un sistema abierto, basándonos los valores de la diferencia de entalpía con las tablas de vapor, tomando de referencia los datos de temperatura y presión q nos dan la Tabla B6.

 [pic 2] 

 ii.         [pic 3]

El calor igual al flujo molar por el integral entre las dos temperaturas del calor específico del mismo de dT, en el cual Cp toma la forma de a+b.T+c.T^2+d.T^3, el cual recoge los valores en la tabla B2 de Felder.

 iii.         [pic 4] 

Tomándose los valores de la tabla B8, y con el punto de referencia de las temperaturas dadas, pudimos llegar al resultado, más si las temperaturas no hubieran estado en la tabla, la opción sería interpolar.

1. El método (i) es más preciso ya que tiene en cuenta la dependencia de la entalpia de la presión.

1. El cambio de entalpía para vapor va de 10 bar a 1 atm en 600 ° C.

8.17 Calcule el calor necesario para elevar la temperatura de 50 kg de carbonato de sodio sólido (Na2CO3) de 10°C a 50°C a 1 atm empleando:  

1. La capacidad calorífica verdadera del Na2CO3, que es 1.14 kJ/(kg°C)?
2. Una capacidad calorífica estimada por la regla de Kopp. Calcule el porcentaje de error en este último caso:

1. [pic 5] 

Calor igual a masa por el calor específico y por la diferencia de temperatura.

1. (𝐶𝑝)𝑁𝑎2𝐶𝑂3 ≈ 2(𝐶𝑝)𝑁𝑎 + (𝐶𝑝)𝐶 + 3(𝐶𝑝)𝑂 = 2(0.026) + 0.0075 + 3(0.017) =

0.1105 𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙°𝐶 

[pic 6] 

La sumatoria de los calores específicos de cada elemento q conforman el compuesto de carbonato de sodio según Kopp, es el valor q se usa a la hora de calcular el valor del calor. Teniendo un error del -8.6%.

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