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Elaboración propia (2024). Pequeña síntesis de Principios de Procesos Industriales en el ámbito de balances de masa.
Tipo: Esquemas y mapas conceptuales
1 / 4
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Repaso de Principios I:
1
𝑃𝑀 𝑝𝑟𝑜𝑚
𝑥 𝑖
𝑃𝑀 𝑖
𝑝𝑟𝑜𝑚
𝑖
𝑖
𝑖
𝑥 𝑖
𝑃𝑀 𝑝𝑟𝑜𝑚
𝑃𝑀 𝑖
𝑖
𝑦 𝑖
𝑃𝑀 𝑖
𝑃𝑀 𝑝𝑟𝑜𝑚
𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛 =
𝑛 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎
−𝑛 𝑠𝑎𝑙𝑒𝑛
𝑛 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎
ε =
(𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑜/𝐺𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜) 𝑎
ν 𝑎
𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜𝑠
× (1 + 𝑓𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑜)
𝑛 es con respecto a la reacción PRINCIPAL 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜𝑠
𝑠
𝑠
𝑒
𝑒
𝑣
2
𝑣
1
𝑇 𝑐
−𝑇 2
𝑇 𝑐
−𝑇 1
𝐶𝑝 ≈ 𝐶𝑣 para liquidos y solidos
𝐶𝑝 = 𝐶𝑣 + 𝑅 para gas ideal
Gases Reales:
Virial
𝑃𝑉 𝑚
𝑅𝑇
𝐵
𝑉 𝑚
𝑅𝑇 𝑐
𝑝 𝑐
0
1
0
𝑇 𝑟
𝑟
𝑇
𝑇 𝑐
1
𝑇 𝑟
Van der Waals
𝑃 =
𝑅𝑇
𝑉 𝑚
−𝑏
−
𝑎
𝑉 𝑚
2
27𝑅
2 𝑇 𝑐
2
64𝑃 𝑐
𝑅𝑇 𝑐
8𝑃 𝑐
Soave-Redlich-Kwong
𝑅𝑇
𝑉 𝑚
−𝑏
α𝑎
𝑉 𝑚
(𝑉 𝑚
+𝑏)
(𝑅𝑇 𝑐
)
2
𝑃 𝑐
α = 1 + 𝑚(1 − 𝑇 𝑟
2
𝑚 = 0. 48508 + 1. 55171𝑤 − 0. 1561𝑤
2
𝑅𝑇 𝑐
𝑃 𝑐
Saturación o Humedad:
Relativa 𝑆𝑟 =
𝑃𝑣
𝑃𝑣*(𝑇 𝑠𝑖𝑠𝑡
)
Molal 𝑆𝑚 =
𝑃𝑣
𝑃−𝑃𝑣
𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟
𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒 𝑠𝑒𝑐𝑜
Absoluta 𝑆𝑎 =
𝑃𝑣𝑃𝑀 𝑖
(𝑃−𝑃𝑣)𝑃𝑀 𝑔𝑎𝑠 𝑠𝑒𝑐𝑜
𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟
𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒 𝑠𝑒𝑐𝑜
Porcentaje 𝑆𝑝 =
𝑆𝑚
𝑆𝑚*
𝑃𝑣
(𝑃−𝑃𝑣)
𝑃𝑣* (𝑃−𝑃𝑣*)
Raoult y Antoine:
Antoine 𝑙𝑜𝑔 T en °C P en mmHg 10
𝐵
𝑇+𝐶
Un componente 𝑃𝑎 = 𝑦 𝑎
𝑎
Multicomponente 𝑃𝑎 = 𝑦 𝑎
𝑎
𝑎
Componentes no
Condensables
𝑖
𝑖
𝑗
Misceláneos:
Factor de Escala 𝐹. 𝐸 =
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑏𝑎𝑠𝑒 𝑝𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 (𝑑𝑎𝑡𝑜)
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑏𝑎𝑠𝑒 𝑢𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎 (𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜)
Grados de Sobrecalentamiento 𝐺. 𝑆𝐶 = 𝑇𝑣 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒𝑐𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑎𝑑𝑜
𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑜
Balance Transitorio:
Acumulación
𝑑𝑀
𝑑𝑡
𝑑ρ𝑉
𝑑𝑡
𝑑𝑛 𝑎
𝑑𝑡
𝑑𝐶 𝑎
𝑉
𝑑𝑡
𝑑𝑥 𝑎
𝑛
𝑑𝑡
Entrada
𝑑𝑚 𝑒
𝑑𝑡
= ṁ 𝑒
= ρ𝑉 𝑒
𝑑𝑛 𝑒
𝑑𝑡
= ṅ 𝑒
𝑎 𝑒
𝑒
Generación 𝑟 𝑔𝑒𝑛
𝑔𝑒𝑛
Salida
𝑑𝑚 𝑠
𝑑𝑡
= ṁ 𝑠
= ρ𝑉 𝑠
𝑑𝑛 𝑠
𝑑𝑡
= ṅ 𝑠
𝑎 𝑠
𝑠
Consumo 𝑟 𝑐𝑜𝑛
𝑐𝑜𝑛
Balance de Masa
𝑑𝑀
𝑑𝑡
=ṁ 𝑒
𝑔𝑒𝑛
− ṁ 𝑠
𝑐𝑜𝑛
Balance de Energía (^) 𝑀𝐶𝑣
𝑑𝑇
𝑑𝑡
= ṁ𝐶𝑝(𝑇 𝑒