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8/16/2019 presentacin-150810164746-lva1-app6892

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República Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educación Universitaria

Instituto Universitario Politécnico Santiago MariñoIntroducción a la Ingeniera Industrial

In

"i#énez Palentino Ronald $

S,nc-ez Vera .eila $

2opez Me3belin $

S,nc-ez 4enn3 $%I

S

Valencia, Agosto Del 2015

Bal

ances en operacionesAire - Agua


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Principales unidades de las operaciones agua-aire están el secado, la humidificación, elacondicionamiento del aire

SECADO

La operación de secado es una ope

transferencia de masa de contacto gas- sólido

humedad contenida en el sólido se tran

evaporación hacia la fase gaseosa, en base a la

entre la presión de vapor ejercida por el sólido

la presión parcial de vapor de la corriente

Cuando estas dos presiones se igualan, se d

sólido y el gas est!n en euilibrio y el proceso

cesa.


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Humedad molar o saturación molar"s la relación entre los números de moles de vapor y de gas contenidos en una determinada masa

Humedad a&soluta o saturación a&soluta"s la relación entre el peso de vapor y el peso de gas contenido en una masa gaseosa.

Humedad relati'a o saturación relati'a

La humedad relativa )*, es un t$rmino utiliado para epresar la cantidad de humedad en una mdada de aire, en comparación con la cantidad de humedad ue el aire tendr%a, estando totalmensaturado y a la misma temperatura de la muestra. La humedad relativa se epresa en porcentajecomo /01, 2/1, 301, etc. "s el cociente entre la presión parcial del vapor y la tensión de vapor atemperatura.

Humedad porcentual o saturación porcentualLa humedad porcentual, es un t$rmino ue algunas veces se confunde con la humedad relativa. Lhumedad porcentual, es 400 veces la relación del peso de vapor de agua con el peso del vapor denecesario para saturar un 5ilogramo de aire seco a la temperatura del bulbo seco. "srelación entre la humedad eistente en la masa gaseosa y la ue eistir%a si estuviera saturada

Punto de roc(o

"l punto de roc%o se define como' la temperatura debajo de la cual el vapor de agua en el aire, ca condensarse. 6ambi$n es el punto de 4001 de humedad


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Diagrama de Psicom)trico

"s un diagrama en el ue se relac

par!metros referentes a una me

húmedo' temperatura, humedad re

absoluta, punto de roc%o, entalp%a es

total, calor sensible, calor la

espec%fico del aire.

Los valores del diagrama no son co

según la altura sobre el nivel del mar. "n

especialiada es usual encontrarlo referid

del nivel del mar.


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E*uipos utili+ados

SECADO DE A%DE.AS


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SECADO DE /0%EL


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SECADO O/A/O"O DE CALE#ACC"$% D"EC/A

9ecador rotatorio, flujo paralelo


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SECADO DE PL1E"2AC"3%


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/OES DE E%#"A!"E%/O


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alances de !ateria 4 Energ(a Donde la nomenclatura es la

675 #lu8o másico de gas secoL5 #lu8o másico de l(*uido

95 Humedad en masa de agua:

H5 entalp(a de la fase gaseosa

Su&indices5 ; fondo de la torre

S5 Area trans'ersal de flu8o

a5 área interfacial de transfere

de torre

A5 superficie interfacial


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alances de materia 4 energ(a5 L(nea de Operación

:aciendo un balance global en la columna'

L; < L4 = >?)@; -@4 *

Balance global de entalp%a'

L;:L; >?:4 = L4:L4 >?:;

+ara la altura diferencial de la columna d los balances uedan'

asa' >?d@ = dL

"nerg%a con = 0 >Dd: = d)L:L *

Las magnitudes del calor espec%fico cs y del calor de vaporiación del agua muestran ue solamente udel agua se evapora durante el enfriamiento, de hecho por cada 40FG de enfriamiento se evapora 41 dla variación del cp L%uido es peueEa, as%'

d)L:L *=LcLd6L

Honde L = )L4L; *I;


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Jntegrando la ecuación anterior sobre la torre ueda'

"sta ecuación define la l%nea de operación para la torre en un diagrama : vs 6L


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E8emplos esueltos

4.- "J siguiente diagrama muestra el proceso utiliado para secar un cereal en una pla

alimentos. +rimero se filtra el aire atmosf$rico )2;/0mKIh*a3;C y 2M/ mm de :g, y lu

comprime este hasta N;/ mm de :g. "J aire se manda a un cambiador, de donde sale a 4N

O/0 mm de :g, antes de pasarse al secador.

"n el secador el aire caliente pasa sobre el solido húmedo );/0005gIh*. "J solido tie

humedad del 201 y, sale casi seco. "J gas sale del secador a 440C y O00 mm de :g, y se l

atreves de un cambiador de calor, ue enfr%a la corriente hasta 3OC para uitarle algo

humedad, antes de ser lanado a l atmosfera. La presión parcial del vapor de agua

corriente entrante al sistema es de ;;mm de :g y la del saliente 42/ mm de :g.


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a* Complete el balance molar de materiales para las corrientes indicadas, sabiendo ue elsolido seco tiene un peso molecular de 340.

b* Hetermine la humedad relativa 1 para las corrientes 4,;,3y M.

c* Hetermine el 1 de humedad del cereal saliente del secador.

Planteamiento

+ara resolver este problema se deber!n usar los conceptos de humedad porciento y

+unto de roció. "J aire seco no cambia a trav$s del proceso, as% ue se toma como sustanci

de correlación


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;.- 9e va a deshumidificar aire a M3C saturado con vapor de agua. +arte del aire se m

la unidad de deshumidificaciPn ,en donde se enfr%a y se condensa parte del agua. "J a

a4/./C,y se mecla con aire ue se deriva )Qby passQ*. "J aire final contiene 0.0;5g de v

aguaI5g de aire seco. La presión del vapor de agua a M3C es de 20.000 mm de :g y a4/

de 43.;/P3 mm de :g. La presión total es de 4 atm. Calcule lo siguiente'

a* La humedad del aire

b* La humedad del aire saturado ue sale del deshumidificadora4/./0C

c* La relación de 5g de aire derivado por 5g de aire ue pasa al deshumidificador.


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+lanteamiento

Balances'


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