EJERCICIOS PROPUESTOS BALANCE DE ENERGIA1. Se utiliza vapor de agua para calentar una biomasa. El vapor entra en la cmara de vapor del reactor (que est separada de la biomasa) a 250C, est saturado y se condensa por completo en la cmara. La velocidad de prdida de calor del sistema hacia el entorno es de 1,50 kJ/s. La materia o biomasa se coloca en el recipiente a 20C y al final del calentamiento est a 100C. Si la carga es de 150 kg de materia con una capacidad calorfica de Cp=3,26 J/(g.K), cuntos kilogramos de vapor de agua se necesitan por kilogramo de carga? La carga permanece en el recipiente de^

reaccin durante 1 hora. Dato: la H del vapor de agua saturado a 250C (obtenido de las tablas) es de 1701 kJ/kg. Q (prdida)=-1,5 kJ/s Frontera del sistema

Biomasa Cmara de aguaVapor de agua saturado 250C 2. Vapor condensado 250C

Trescientos kilogramos por hora de aire fluyen a travs de un intercambiador de calor a contracorriente como se muestra en la figura, y este aire calienta 230 kg/h de disolucin de carbonato de calcio (CaCO3). Suponga que el intercambiador de calor tiene prdidas de calor insignificantes. Las temperaturas terminales se dan en la figura. Calcule la temperatura, en grados Kelvin, de la corriente de carbonato de calcio que sale. Datos: Peso molecular del aire: 29 g/gmol. Cp aire = 28,94 J/(gmol.C). Cp carbonato de calico = 82,34 J/(gmol.K). Cp agua = 18,296 J/(gmol.K). 127C 230 kg/h 27C 2,5% CaCO3 97,5% H2OIntercambia dor de calor

300 kg/h aire 227C

Tsalida=?

3. 4.

Se bombea agua, a 180 C, a una velocidad de 100 ft3/h a travs de un intercambiador de calor para reducir su temperatura a 100 F. Calcule la velocidad de extraccin de calor del agua en el intercambiador de calor. Se convierte cal o piedra caliza (CaCO3) en xido de calcio (CaO) en una torre vertical. La energa para descomponer la piedra caliza es suministrada por la combustin de gas natural (CH4) en contacto directo con la piedra usando 50% de aire en exceso. El CaCO3 entra al proceso a 25 C y el xido de calcio se genera a 900 C. El gas natural entra a 25 C y los gases productos salen a 500 C. Calcular el nmero de kilogramos de CaCO3 que pueden ser obtenidos a partir de 1000 kg de gas CH4 en condiciones standard. Para simplificar clculos, asuma que las capacidades calorficas del CaCO3 (234 J/(gmol.C)), la del CaO (111 J/(gmol.C)) y la del gas CH4 (34,31 J/(gmol.C)) son constantes. CaCo3 25 CColumna vertical

Gas salida 25 C

CaO 900 C

Gas natural 25 C