FASE 2 - OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE MASA

FASE 2 - OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE MASA

EDWIN ANDRES BERMUDEZ CAMARGO

Cód. 1.069.174.849

Tutor:

EDUART ANDRES GUTIERREZ

UNIVERSIDAD NACIONA ABIERTA Y A DISTANCIA

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA

TRANSFERENCIA DE MASA

BOGOTA D.C.

09 ABRIL 2020

FASE 2 - OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE MASA

1. En una industria de Alimentos se tiene una corriente de aire está contaminada con una sustancia orgánica que se desea eliminar. Para ello, 450 kg/h de aire son introducidos por la base de una torre de relleno con anillos Raschig dispuestos al azar, por la que circulan en contracorriente 2.300 kg/h de un aceite mineral.

Se le solicita calcular:

1. El diámetro de la torre correspondiente a la velocidad de anegamiento.
2. El diámetro de la torre cuando la velocidad es 0,4 veces la de anegamiento.

Propiedades de los fluidos:

Líquido: Densidad = 900 kg/m3; viscosidad = 40 mPa·s.

Gas: Densidad = 1,1 kg/m3.

Para el relleno utilizado: (a/ε3) = 300 m2/m3.

SOLUCIÓN

Hacemos una representación gráfica del proceso

[pic 1][pic 2][pic 3]

[pic 4]

[pic 5]

[pic 6][pic 7]

[pic 8][pic 9]

Para calcular la velocidad de anegamiento, usamos la ecuación de Sawistowsky:

[pic 10]

Despejamos , para ello utilizamos la ley de los logaritmos:[pic 11]

[pic 12]

[pic 13]

[pic 14]

[pic 15]

Los que están dividiendo se pasan al otro lado de la igualdad a multiplicar y los que están multiplicando se pasan al otro lado de la igualdad a dividir:

[pic 16]

Hacemos raíz cuadrado para ambos lados para anular el exponente cuadrado de la velocidad de anegamiento

[pic 17]

Reemplazamos los valores

[pic 18]

 [pic 19]

[pic 20]

[pic 21]

[pic 22]

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[pic 25]

[pic 26][pic 27][pic 28][pic 29]

[pic 30]

[pic 31][pic 32][pic 33][pic 34][pic 35][pic 36]

[pic 37]

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[pic 39]

[pic 40]

[pic 41]

Para hallar el diámetro de la torre, hallamos la sección de paso usando la ecuación de continuidad:

[pic 42]

Pasamos de horas a segundos

[pic 43]

[pic 44][pic 45][pic 46][pic 47][pic 48][pic 49]

[pic 50]

El diámetro de la columna está dado por:

[pic 51]

El diámetro de la torre cuando la velocidad es 0.4 veces la de anegamiento

[pic 52]

[pic 53]

[pic 54]

[pic 55]

[pic 56]

[pic 57]

1. Una corriente de aire con una humedad absoluta de 110 kg de agua/kg de aire seco se desea secar hasta una humedad de 70 kg de agua/kg de aire seco, con el fin de utilizarla en un proceso de secado de semillas. Para realizar esta deshumidificación, se utiliza una torre de absorción rellena de anillos Raschig de 2 pulgadas, siendo el líquido absorbente una solución de soda cáustica al 53% en peso. Si el caudal de disolución absorbente que se utiliza es un 28% superior a la mínima, se le solicita a usted calcular la altura que debería tener la torre para realizar esta operación, sabiendo que la altura de una unidad de transferencia es de 50 cm. Para este sistema, los datos de equilibrio se dan en la siguiente tabla:

Para las masas moleculares de agua, aire e hidróxido sódico se toman los valores 18, 29 y 40 kg/kmol, respectivamente.

SOLUCIÓN

Hacemos una representación gráfica del problema[pic 58][pic 59][pic 60][pic 61][pic 62][pic 63][pic 64][pic 65][pic 66][pic 67][pic 68][pic 69]

Hallamos las moles[pic 70][pic 71][pic 72][pic 73]

[pic 74]

[pic 75][pic 76][pic 77][pic 78]

[pic 79]

[pic 80]

[pic 81]

Como nos dice que la solución es de 53%, esto quiere decir que:

[pic 82]

Entonces:

[pic 83]

En  la solución tiene [pic 84][pic 85]

[pic 86]

Hacemos la gráfica con los datos de la tabla que nos da el ejercicio:

[pic 87]

Ubicamos los puntos en la gráfica

              [pic 88][pic 89][pic 90]

[pic 91]

Como  hacemos el corte y vemos que es 10 [pic 92][pic 93][pic 94]

La recta graficada es [pic 95]

[pic 96]

[pic 97]

[pic 98]

Ahora el ejercicio nos dice que, si el caudal de disolución absorbente que se utiliza es un 28% superior a la mínima, esto quiere decir que es 1.28 por lo que es superior

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