Enunciados, 10 MB - IqTMA-UVa - Universidad de Valladolid
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2000-Jun-No:7 [Solución] [Tema 9] [Índice] En la figura se presenta el esquema de un lecho poroso que se utiliza para retirar por adsorción una impureza (I) presente en la corriente líquida de entrada, con una composición inicial del 0.17%w. El lecho opera en disposición horizontal y el proceso de adsorción debe considerarse como isotérmico. El sistema opera por ciclos, por ser necesaria su regeneración cada vez que se satura el lecho. Considerando el volumen de control definido por las paredes del sistema entre los planos de entrada (1) y salida (2), simplificar los términos que aparecen en los siguientes balances macroscópicos indicando si son NULOS/DESPRECIABLES (0) o A CONSIDERAR (C) (Cada respuesta: +0.4/-0.4 Puntos). dmI, TOT ( m) IMPUREZA : = −∆wI + wI + rI, TOT dt (1) (2) (3) (4) ⎛ 2 u ⎞ dP ⎜ ⎟ ( m) CDMz : = −∆⎜ w ⎟ − ∆( pS ) + F + F + mTOT g dt ⎜ u ⎟ ⎝ ⎠ (1) (2) (3) (4) (5) (6) 1 Z dmD, TOT ( m) DISOLVENTE : = −∆wD + wD + rD, TOT dt (1) (2) (3) (4) 2 E. MECANICA : d dt ( KTOT + ΦTOT (1) ⎛ ⎜ + ATOT ) = −∆⎜ ⎜ ⎝ 1 2 3 u u (2) ⎞ ⎟ ˆ ˆ ( m) w ⎟ − ∆( Φw) − ∆( Gw) + B − W ⎟ ⎠ (3) (4) (5) (6) − Ev (7) ENERGIA : dETOT dt (1) ⎛ ˆ ˆ ⎜ = −∆( Uw) − ∆( pVw) − ∆⎜ ⎜ ⎝ (2) (3) 1 2 3 u u (4) ⎞ ⎟ ˆ ( m) w ⎟ − ∆( Φw) + Q + Q − W ⎟ ⎠ (5) (6) (7) (8) O / D / C 1 2 3 4 5 6 7 8 IMPUREZA DISOLVENTE CDM Z E. MECANICA ENERGIA Fenómenos de Transporte Depto. Ingeniería Química. Universidad de Valladolid
2000-Jun-No:8 [Solución] [Tema 8] [Índice] Para determinar el coeficiente de transferencia de materia en un cristalizador se realiza un experimento invirtiendo el proceso, es decir, trabajando en condiciones de temperatura y concentración tales que, en vez de producirse la cristalización del producto, tenga lugar su disolución. Siendo T la temperatura de trabajo en el cristalizador, w e y w s las concentraciones de entrada y salida, y m& e el flujo másico de la disolución a la entrada del cristalizador, explique cómo calcularía el coeficiente de transferencia de materia ( k x ), indicando qué variables adicionales sería preciso conocer (admítase que el proceso transcurre lo suficientemente lento como para poder admitir régimen estacionario) (6 Puntos). w e m& e w s Fenómenos de Transporte Depto. Ingeniería Química. Universidad de Valladolid
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2000-Jun-No:7 [Solución] [Tema 9] [Índice]<br />
En la figura se presenta el esquema <strong>de</strong> un lecho poroso que se utiliza para<br />
retirar por adsorción una impureza (I) presente en la corriente líquida <strong>de</strong><br />
entrada, con una composición inicial <strong>de</strong>l 0.17%w. El lecho opera en<br />
disposición horizontal y el proceso <strong>de</strong> adsorción <strong>de</strong>be consi<strong>de</strong>rarse como<br />
isotérmico. El sistema opera por ciclos, por ser necesaria su regeneración<br />
cada vez que se satura el lecho.<br />
Consi<strong>de</strong>rando el volumen <strong>de</strong> control <strong>de</strong>finido por las pare<strong>de</strong>s <strong>de</strong>l sistema entre los planos <strong>de</strong> entrada (1) y<br />
salida (2), simplificar los términos que aparecen en los siguientes balances macroscópicos indicando si son<br />
NULOS/DESPRECIABLES (0) o A CONSIDERAR (C) (Cada respuesta: +0.4/-0.4 Puntos).<br />
dmI,<br />
TOT<br />
( m)<br />
IMPUREZA : = −∆wI<br />
+ wI<br />
+ rI,<br />
TOT<br />
dt<br />
(1) (2) (3) (4)<br />
⎛ 2<br />
u ⎞<br />
dP ⎜ ⎟<br />
( m)<br />
CDMz : = −∆⎜<br />
w ⎟ − ∆(<br />
pS ) + F + F + mTOT<br />
g<br />
dt ⎜ u ⎟<br />
⎝ ⎠<br />
(1) (2) (3) (4) (5) (6)<br />
1<br />
Z<br />
dmD,<br />
TOT<br />
( m)<br />
DISOLVENTE : = −∆wD<br />
+ wD<br />
+ rD,<br />
TOT<br />
dt<br />
(1) (2) (3) (4)<br />
2<br />
E.<br />
MECANICA :<br />
d<br />
dt<br />
( KTOT<br />
+ ΦTOT<br />
(1)<br />
⎛<br />
⎜<br />
+ ATOT<br />
) = −∆⎜<br />
⎜<br />
⎝<br />
1<br />
2<br />
3<br />
u<br />
u<br />
(2)<br />
⎞<br />
⎟<br />
ˆ ˆ ( m)<br />
w ⎟ − ∆(<br />
Φw)<br />
− ∆(<br />
Gw)<br />
+ B − W<br />
⎟<br />
⎠<br />
(3) (4) (5) (6)<br />
− Ev<br />
(7)<br />
ENERGIA :<br />
dETOT<br />
dt<br />
(1)<br />
⎛<br />
ˆ ˆ<br />
⎜<br />
= −∆(<br />
Uw)<br />
− ∆(<br />
pVw)<br />
− ∆⎜<br />
⎜<br />
⎝<br />
(2) (3)<br />
1<br />
2<br />
3<br />
u<br />
u<br />
(4)<br />
⎞<br />
⎟<br />
ˆ ( m)<br />
w ⎟ − ∆(<br />
Φw)<br />
+ Q + Q − W<br />
⎟<br />
⎠<br />
(5) (6) (7) (8)<br />
O / D / C 1 2 3 4 5 6 7 8<br />
IMPUREZA<br />
DISOLVENTE<br />
CDM Z<br />
E. MECANICA<br />
ENERGIA<br />
Fenómenos <strong>de</strong> Transporte<br />
Depto. Ingeniería Química. <strong>Universidad</strong> <strong>de</strong> <strong>Valladolid</strong>