Variables de proceso-1.ppt

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SUPERVISAR Y CONTROLAR VARIABLES DE PROCESOS QUIMICOS

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  • SUPERVISAR Y CONTROLAR VARIABLES DE PROCESOS QUIMICOS

  • UNIDADESLos sistemas fsicos se describen mediante ciertas medidas.Cantidades primarias: L, M, .Cantidades secundarias: Se definen en trminos de las primarias: , aceleracin, velocidad, presin, etc.

  • FUERZA Y MASASegunda ley del movimiento de Newton: la fuerza es proporcional a la masa por la aceleracin.F ~ m a a = gravedadSist. Internacional g= 9.8 m/s2Sist. Ingls g= ?

  • FUERZA Y MASAFACTOR DE CONVERSION GRAVITACIONAL: gcF = m g / gc

    Sist. Internacional : gc = 9,8 Kgm m / Kgf s2Sist. Ingls : gc= 32,17 lbm ft / lbf s2

    Se usa cuando se relacionan la masa y la fuerza en clculos que implican trabajo, poder y transferencia de Q.

  • EJEMPLO

    Si el valor de g en el ecuador, al nivel del mar, es de 32,088 ft/s2 y este valor disminuye ms o menos en 0,001 ft/s2 por cada 1000 pies de altitud. Cunto pesa una persona de 200 lb a una altitud de 5000 pies sobre el nivel del mar?

  • SISTEMA DE UNIDADES

  • FACTORES DE CONVERSIONFactor Conversin: es la relacin entre dos valores.Una cantidad en un sistema de unidades tiene su equivalente en otro sistema.

  • CANTIDADES DIMENSIONALES Y ADIMENSIONALESEcuacin dimensionalmente consistente, sus trminos aditivos en ambos miembros deben tener las mismas unidades.Una cantidad adimensional es aquella cuya combinacin de variables da un nmero sin unidades.

  • EJEMPLOEn flujo de fluidos la ecuacin que da la cada de presin por friccin en una tubera es:

    Cules son las unidades del factor de friccin?

  • VARIABLES DE PROCESOPlanta Qumica

    Operaciones UnitariasProcesos UnitariosBalance de Materia: Balances individuales diferentes equipos que la conforman. Unidad de ProcesoMasaComposicinVolumenPresin TemperaturaMasaComposicinVolumenPresin Temperatura

  • VOLUMEN ESPECIFICO (v)DENSIDAD V = Volumen / masaUnidades: m3/Kg , L/Kg, ft3/lbPara slidos y lquidos independiente de la P y T, tablas.Para gases y vapores funcin P y T.

    Densidad relativa o Gravedad especifica:r = sustancia / sustancia ref

    Sustancia referencia para slidos y lquidos es el agua a 4C = 1 g/mL Sist. Internacional.Sist. Ingls?

    G (20C/4C) = 0,7

  • ESCALAS DE GRAVEDAD ESPECIFICA

    Escala Baum: para lquidos ms ligeros y pesados que el agua:

    B = (140/ G ) - 130 Ms ligerosB = 145 - (145/G) Ms pesadosEscala Api: Adoptada por el Instituto Colombiano del Petrleo .Estos productos son ms ligeros que el agua.API = (141,5 / G) - 131,5

    Escala Twaddell: Solo lquidos ms pesados que el agua.

    Tw = 200 - (G 1)Escala Brix: Expresa el porcentaje en peso de azcar en una solucin.Un grado brix = 1% azcar

    Bx = (400 / G ) - 400

  • El cido sulfrico puro a 200C tiene una densidad de 114,22 lb/ft3. Cul es su densidad en Be?Se llena un recipiente cuyo volumen es 3,5 galones con gasolina corriente y se pesa. El peso de la gasolina fue 9,77 Kg. Cul es su densidad expresada en grados API?

    EJEMPLOS

  • PRESIONLa presin en un punto del fluido es la misma en todas las direcciones.Es la componente normal de fuerza por unidad de rea.Unidades: atmsferas, Kgrf / cm2, Pascales Pa (N / m2),Psi (lbf / in2)

  • PRESIONMedicin Presin: Manmetro

    El ms sencillo es un tubo en U, el cual tiene conectada una rama a la atmosfera y la otra la sistema que se desea medir.

    Presin manomtrica: P sistema > P atm

    Presin vacio:P sistema es menor que la P atm

  • PRESIONLa presin manomtrica o la de vaco si se mide la altura z, conociendo del liquido manomtrico ( fluido despreciable), se calcula: P = g / gc zSe denomina presin absoluta al valor de la presin en un punto con respecto al vaco absoluto o presin cero.

  • PRESION

  • TEMPERATURAFuerza motriz que produce transferencia de Q.Se miden por medio de

  • TEMPERATURAEscala Celsius o Centgrada:C = 5/9 (F 32 )Escala Fahrenheit : F = 1.8 C + 32 F = 9/5 C + 32Escalas Absolutas: Kelvin: K = C + 273 Rankin: R = F + 469

  • FLUJO MASA Y VOLUMETRICOFlujo: movimiento de material de un punto a otro.Flujo msico m: masa transportada en la unidad de tiempo.Flujo volumtrico o caudal v: volumen transportado por unidad de tiempo.

  • FLUJO MASA Y VOLUMETRICO

  • En un condensador se mantiene una presin absoluta de 3,92 Kpa. Cul ser la lectura del vacumetro graduado, en mm Hg si el barmetro indica 735 mm Hg?

    EJEMPLOS

  • Se alimenta por gravedad agua a un aparato. Se requiere de una presin de 30 psi a la entrada del aparato. Cul es la mnima elevacin del nivel del agua por encima del aparato?

    EJEMPLOS

  • COMPOSICION DE MEZCLAS

  • COMPOSICION DE MEZCLASMezclas Gaseosas

  • BASE DE CALCULO (B.C.)Los clculos de un problema se establecen con respecto a una cantidad especifica de una de las corrientes de materiales que entran o salen del proceso. Si se conoce:Composicin en peso: 100 gr, 100Kg, 100 lb.Composicin molar: 100 grmol, 100Kgmol, 100 lbmol

  • Cuntos gr-mol de CaCO3 hay en 2 Kg?Cuntos g de cloro hay en 2,4 gr-mol de HCl?En 1,4 toneladas de Fe2O3, cuntas lb-mol hay?

    EJEMPLOS

  • Se mezclan 20 Kg de CaCO3 puro con 45 Kg de caliza cuya composicin en peso es: CaCO3 81% MgCO3 10% y H2O 9% en peso. Cul es la composicin de la mezcla?

    Para los clculos de combustin el aire tiene la siguiente composicin molar: O2 21% y N2 79%. Cul es su composicin en peso?

    EJEMPLOS

  • BASE SECA, HUMEDA Y LIBRE DE UN COMPONENTEBASE HUMEDA: Cuando el agua es uno de los componentes.BASE SECA: Cuando en la composicin se excluye el agua (estando presente).LIBRE DE UN COMPONENTE: Es usual en mezclas gaseosas, que la composicin est dada sin incluir uno de los componentes.

  • Convertir 60% de H2O (b.s.) a base hmeda.Convertir 60% de H2O (b.h.) a base seca.Un carbn contiene: Carbn fijo 45% en pesoMaterial voltil 30%Ceniza 14%Humedad 11%Cul sera su composicin en base libre de humedad?EJEMPLOS