Universidad Abierta y a Distancia de México Ingeniería: Biotecnología Alumno: Sergio Najera Vargas Matricula: AL13502927 Correo Institucional:
[email protected] División: Ciencias de la Salud, Biológicas y Ambientales Semestre: Cuarto. Asignatura: Balance de materia y energía. Facilitador: Claudia González Olguín. Unidad: 2. Balance de energía. Actividad: 1. Planteamiento de un balance de energía en un sistema no reactivo.
28 de Febrero de 2017
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Resuelve los ejercicios siguientes de acuerdo a la metodología propuesta, señalando el tipo de sistema, la ecuación de balance a emplear, las simplificaciones del balance y la solución numérica: 1. Se desea enfriar un puré de chícharos (guisantes desde una temperatura de 80°C hasta una de 25°C. Para ello se utiliza agua a 8°C, la que se calienta hasta 20°C. Si la cantidad de puré a enfriarse es de 500 l/h, ¿Qué cantidad de agua debería usarse? Datos: �� �ℎí�ℎ���� = 0.91 ���� / ��°�
� = 1.1 �� / �
Diagrama de bloques:
Diagrama de equipo:
Sistema: Abierto Formula: Q=m Cp ∆T Dónde: Q= Calor transferido m= masa Cp=Calor especifico ∆T=Variación de temperatura Balance General Q1=Q2 Donde: Q1=mCp∆T puré Q2=mCp∆T agua Sustituyendo: m(1kcal/kg°C)(20°C-8°C)=(500L/h)(0.91kcal/kg°C)(80°C-25°C) m(12kcal/kg)=25025 L kcal/h kg Despejando: m=25025 L kcal/h kg / 12 kcal/kg m=(2085.41 L/h)(1.1 kg/L) m= 2293.9 kg/h Se deben usar 2293.9 kg/h para enfriar el flujo de puré.
2. Encuentre la capacidad calorífica promedio del CO2 entre 25°C y 2000°C.
Ecuación de balance = T2-T1=Q Formula capacidad calórica promedio a presión constante: Cpm=a+b/2(t2+t1)+c/3(t22+t2t1+t12) Constantes consultadas en las tablas: a=6.214 b=10.396*10-3 c=-3.545*10-6 Cambiando ° C+273=°K Sustituyendo: Cpm= 6.214+(10.396*10-3)(2273°K+298°K/2)-(3.545*10-6)/3(22732+(2273*298)+2982) Cpm=6.214+13.364-7.01=12.56 La capacidad calórica promedio del CO2 entre 25°C y 2000°C es de 12.56 cal/g mol°K 3. Una mezcla de 454 kg de jugo de manzana a 10°C se calienta en un cambiador por adición de 21300 kcal. Calcule la temperatura de salida del jugo. Datos: Cp= 0.957 kcal/kg°K Diagrama bloques y por equipo:
Balance General: L11=L12 Formula Calor: Q=m Cp ∆T Sustituyendo: 21300kcal=(454kg)(0.95kcal/kg°C)(t2—10°C) Despejando: 21300kcal/434.478kcal kg/kg°C=t2-10°C t2=49°C+10°C=59°C Temperatura de salida del jugo 59°C
Bibliografía. Cantidad de calor-Calor especifico. Hernán Puentes. Consultado el 27/02/2017. Recuperado de: https://www.youtube.com/watch?v=IYB8G8PFiGg Calor y trabajo. Pfernandezdiez. Consultado el 26/02/2017. Recuperado de : http://files.pfernandezdiez.es/Termodinamica/PDFs/03Termod.pdf Problemas de balance de materia y energía en la industria alimentaria. Antonio Valiente Bardenas. Editorial Limusa. Consultado el 26/02/2017. Recuperado de: https://books.google.com.mx/books?id=OhD739fkiDcC&pg Procesamiento de alimentos. Universidad Nacional de Colombia. Consultado el 25/02/2017. Recuperado de: http://www.bdigital.unal.edu.co/9053/1/958932280.pdf Unidad 2. Balances de Energía. Balance de materia y energía. Consultado el 20/02/2017. Recuperado de: https://unadmexico.blackboard.com/bbcswebdav/institution/DCSBA/Bloque %201/BT/04/BBME/U2/Unidad2.Balancedeenergia.pdf Unidad 2. Actividad 1. Tabla de valores constantes de capacidades calóricas de los gases intervalo de 298°K a 1500°K. Consultado el 20/02/2017. Recuperado de: https://unadmexico.blackboard.com/bbcswebdav/internal/courses/BI-BBME-1701-B1001/announcements/_159726_1/ACTIVIDAD%201_PLANTEAMIENTO%20DE%20UN %20BALANCE%20DE%20ENERG%C3%8DA%20EN%20UN%20SISTEMA%20NO %20REACTIVO.pdf
