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Tipo: Monografías, Ensayos
1 / 9
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Balance de Materia y Energía
Fase 4. Análisis de Problemas de Balance de Materia
Presentado al tutor:
Reynel de Jesús Rodríguez
Entregado por la estudiante:
Angela María Hidalgo Diaz
Código: 1113628221
Grupo: 301103_
Universidad nacional abierta y a distancia - UNAD
Escuela de ciencias básicas tecnología e ingeniería ECBTI
Ingeniería de alimentos
Noviembre- 2020
Pasto-Nariño
1. Problema de determinación de entalpía
Calcular la entalpía de líquido saturado a una presión igual a 221 kPa.
Respuesta:
0
= 200kpa Y O
1
= 225kpa Y 1
X=221kpa ¿h=?
1
0
0
1
0
0
225 𝑘𝑝𝑎− 200 𝑘𝑝𝑎
221 𝑘𝑝𝑎− 200 𝑘𝑝𝑎
520 , 71 − 504 , 71
𝑘𝑗
𝑘𝑔
⁄
ℎ− 504 , 71 𝑘𝑝𝑎
25 𝑘𝑝𝑎
21 𝑘𝑝𝑎
16 𝑘𝑗/𝑘𝑔
ℎ− 504 , 71 𝑘𝑝𝑎
16 𝑘𝑗/𝑘𝑔
𝑦− 504 , 71 𝑘𝑝𝑎
504 , 71 𝑘𝑝𝑎+ 16 𝑘𝑗/𝑘𝑔
1 , 19 𝑘𝑝𝑎
520 , 71 𝑘𝑗/𝑘𝑔
1 , 19
ℎ = 437 , 57 𝑘𝑗/𝑘𝑔 h= 437 , 57 𝑘𝑗/𝑘𝑔
la entalpia del líquido saturado es: h= 437 , 57 𝑘𝑗/𝑘𝑔
Qg = mpuré*Cpuré *∆Tpuré
6000 L/h0.91 kcalkg °C80 °C- 25°C
Qc = Qg
Magua*1 kcal/kg °C *20 °C – 8 °C = 6000 L/h *0.91 kcal kg °C *80 °C 25°C
magua * 12 = 300. 300 L kcal/h kg
magua = (300.300 L/h) / 12
magua = 25025 L/h *1.1 kg/L
magua = 27.527 kg/h
Respuesta:
Se necesitan 27.527 kg/h de agua
¿Cuál será la cantidad de calor que deberá quitarse a una tonelada /h de agua, que está a
20°C para convertirla en hielo a - 20°C?
Agua= 1 tonelada Hielo= 1tonelada
Retiro calor ¿?
3. Problema de cambio de fase “calor latente”
Desarrollo=
ℎ𝑖𝑒𝑙𝑜
ℎ𝑖𝑒𝑙𝑜
ℎ𝑖𝑒𝑙𝑜
total
TF –
i
total
total
4. Problema de calentamiento mediante un intercambiador de calor
A un calentador entran 500 kg/min de aire a 24°C y 1,35 kg/min de vapor
de agua saturado a 30 kPa. El vapor ingresa por un intercambiador de calor
para calentar el aire y salir como líquido condensado. Calcule la
temperatura máxima posible para el aire que sale. El calor específico del
aire es 1,01 kJ/kg°C.
1,35kg/min
30g/kpa
Aire 500kg/min 1 INTERCAMBIO 2 Tmax aire
T=24°C E 1 DE CALOR E 2 500kg/min
4 E
Liquido condensado
1,35kg/min
Desarrollo:
Q perdido=Q ganado
E1+E3=E2+E
MCP∆T calor especifico del aire=1, 01 kJ/kg°C.
𝐴𝑖𝑟𝑒 = 500
𝑘𝑔
𝑚𝑖𝑛
⁄
𝑇 = 24℃
𝑄
𝐸
𝑎𝑖𝑟𝑒 = 1. 01
𝑘𝑗
𝑘𝑔℃
⁄
𝑄
𝐴𝑖𝑟𝑒
= 𝑚 ∗ 𝑐𝑝 ∗ ∆𝑇
𝑄
𝐴𝑖𝑟𝑒
= 500
𝑘𝑔
𝑚𝑖𝑛
⁄ ∗ 1. 01
𝑘𝑗
𝑘𝑔℃
⁄ ∗ (24℃ − 0℃)
𝑄
𝐴𝑖𝑟𝑒
= 12. 120
𝑘𝑗
𝑚𝑖𝑛
⁄
𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎
𝐴𝑖𝑟𝑒
𝐴𝑔𝑢𝑎
𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎
𝐴𝑖𝑟𝑒 𝐶𝑜𝑛𝑑𝑒𝑛𝑠𝑎𝑑𝑜
1
2
Tenemos la Q entrada igualamos para despejar lo que nos falta
2
2
2
2
𝑄 = ∆𝐻
𝐻
𝐴𝑔𝑢𝑎
= 2624. 6
𝑘𝑗
𝑘𝑔℃
⁄
𝐻
𝐴𝑖𝑟𝑒
= 1 , 35
𝑘𝑔
𝑚𝑖𝑛
⁄
𝑘𝑗
𝑚𝑖𝑛
⁄
Respuesta: la temperatura máxima del aire es 3. 542. 4
𝑘𝑗
𝑚𝑖𝑛
⁄
