Aplicación de los balances de materia y de energía en operaciones unitarias

UNIDAD DE COMPETENCIA 2. Aplicación de los balances de materia y de energía en operaciones unitariasContextualización del contenido En la segunda unidad de competencia se establece el análisis de las operaciones unitarias donde intervienen dos o más componentes, como las operaciones del sistema aire – agua que involucra procesos de secado, humidificación, enfriamiento de agua, acondicionamiento de aire, donde se utilizan diagramas y gráficas como la carta psicrométrica [10]. Y otras donde están presentes más de una fase como la absorción, lixiviación, extracción sólido – líquido, extracción líquido – líquido, cristalización, etc. [7] Se complementa el contenido de la unidad de competencia con una serie de problemas resueltos y una serie de problemas propuestos para resolverse en forma individual o colaborativa. 2.1 SISTEMA AIRE-AGUA El sistema aire – agua contempla las operaciones de Secado, Humidificación y/o Acondicionamiento de aire y Enfriamiento de agua. En la operación de secado principalmente se elimina la humedad de los sólidos por medio de aire caliente. En la humidificación y acondicionamiento de aire se suministra agua al aire hasta la saturación o hasta las condiciones de humedad y temperatura deseadas. En el enfriamiento de agua se hace pasar un flujo de aire insaturado de humedad por una corriente de agua para provocar su enfriamiento mediante los fenómenos de transferencia de masa y calor.Conceptos Básicos Humedad molal (Hm o Y)Humedad Absoluta o simplemente Humedad (H o Y’) Humedad Relativa (HR)

Humedad molar a saturación () Humedad Porciento o Porcentaje de Humedad (Hp o %H) p = Presión parcial Psat = Presión de saturación P = Presión total @Tr pagua = PsataguaTbs = TG = Temperatura de bulbo seco Tbh = TW = Temperatura de bulbo húmedo Ejemplo 2.1.1 Balance de materia en un proceso del sistema aire - agua Se tiene una masa de aire a una temperatura de bulbo seco (TG) de 100°F y a una temperatura de bulbo húmedo (TW) de 85°F y 1atm de presión. Determine: (a)La humedad molar (b)El % de humedad (c)La temperatura de rocío SOLUCIÓN: a)Con TW = 85°F subimos verticalmente hasta la curva de 100% de humedad, bajamos por la línea adiabática hasta interceptar con TG = 100°F y leemos en el eje vertical derecho la humedad absoluta [0.023 Lb agua/Lb aire seco (AS)]. Posteriormente con la ayuda del peso molecular del Agua y del AS, convertimos a Humedad molar.

Y=0.023b)Con TG = 100°F subimos verticalmente hasta la curva de 100% de humedad y leemos

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