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Depto. de Ingeniería Química

1º Parcial

Operaciones Unitarias I

1º Cuat. 1998

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Problema 1: En el circuito de la figura, se produce, agua amoniacal. Con ese fín el agua que es tomada del tanque (1), se hace circular par una columna de burbujeo donde se pone en contacto con una mezcla cde aire y amoníaco obteniéndose el agua amoiacal por un intercambiadorde calor de casco y tubos en contracorriente con una corriente de agua de enfriamiento.Luego de ser enfriada la corriente de agua amoniacal es bombeada hasta un tanque de donde se toma el producto para el envasado final.

El aqua de enfriamiento, luego de salir del intercambiadr de calor a su vez es enfriada en una torre de enfriamiento poniéndola en contactco con aire y se recircircula al intercambidor.

La cantidad de agua evaporada en la torre de enfriamiento se repone desde el tanque principal (1).

Circuito agua-agua amoniacal Todas las cañerías de Dn 1* Sch 4OS/ Leq= 150 m)

Circuito de enfriamiento

Circuito de aire + Amoníaco

Circuito de aire en torre de enfriamiento.

Otros datos: Nivel en el tanque de agua (1) : 25 m

Nivel en el tanque de agua amoniacal (5) : 35m

Nivel Intercambiador- Bomba: O m

Producción diaria de agua amoniacal= 100 Ton (24 hs)

Consumo diario de gas en la columna de burbujeo - 75 Ton, 20•C

Propiedades del liquido= Propiedades del agua.

Propiedades del gas - Propiedades del aire.

Todos Los caños son de acero comercial.

Caudal de agua de enfriamiento [ton/día]

Potencia de la bomba [HP]

Temperatura de salida del gas de la columna de burbujeo [ºC] si el calor generado en la absorción es de 130 kw

La longitud de los tubos del intercambiador [m] si nº -1D y D1= 1/4 pulgada

El caudal de agua de enfriamiento aumenta su humedad absoluta en 0,01 (caudal aire seco= 10000 m3/h a 20 ºC)

Concentración del producto final.

Problema 2: En una fábrica de cemento se utiliza un horno rotatorio al cual se alimentan las materias primas a una temperatura de 20

ºC (temp. ambiente). El horno tiene la capacidad de procesar 6,4 ton/h de material y dispone de quemadores de gas indirectos (los

gases de combustión de 22000 Btu/lb, manteniendo al producto a una temperatura media de 900 ºC dentro del mismo. Sobre una

pared interna del horno se halla una capa de escoria de 10 cm de espesor. Suponer que el calor de la relación es despreciable.

Las dimensiones de horno son las siguientes:

Largo: 15 m

Espesor acero: 0,15 m

Diánetro exterior: 2,5 m

Espesor aislación externa: 0,2 m

Propiedades físicas:

Se puede considerar a los efectos prácticos que tanto las materias primas como los productos y la escoria depositada en las paredes

Tienen aproximadamente las mismas propiedades medias: Cp= 700 J/kg K k= 0,78 W/m K

Otras propiedades:

Kacer= 27,2 W/m K

Mrgas= 17

Kaislante= 0,067 W/m K

Coeficientes peculiares de transferencia de calor:

hinterno= 1050 W/m2 K

hexterno= 180 W/m2 K

Calcular el connsumo diario de gas en Nm3 (CNPT) sabiendo que el horno funciona en continuo 24 hs. al día.