Corregidos Trabajo Práctico N° 1 - Unidades, balances

ORIENTADORA I

TRABAJO PRÁCTICO N° 1

REPASO GENERAL CONCEPTOS BÁSICOS: 1.- Defina los siguientes conceptos:  A: Base de cálculo B: Dimensión C: Magnitud D: Unidad E: Realice un cuadro donde quede representado los sistemas de magnitudes y unidades, diferenciando: sistemas absolutos, técnicos e internacional, con sus magnitudes fundamentales y derivadas (fuerza, masa, trabajo, potencia, energía, presión y viscosidad). F: Número adimensional E: Defina e indique el significado de los siguientes números adimensionales: Reynolds (Re), Euler (Eu), Froude (Fr), Weber (We), Peclet (Pe), Prandtl (Pr), Schmidt (Sc), Nussel (Nu), Biot (Bi), Fourier (Fo) F: ReologÍa. F-1: Diferenciar los diferentes comportamientos de la materia sometida a la acción de fuerzas externas. F-2: Clasificación reológica de los fluidos

2.- La viscosidad del agua a 60 °F es 7,8.10 -4 lbm ft-1s-1. Calcular la viscosidad en N m -2 s 3.- Expresar la conductividad calorífica k = 0,2390 kcal cm -1 s -1 °C -1 en: a) J m-1 seg-1 ºC-1, b) W cm-1 °C -1, c) BTU pulg h -1 ft -2 °F -1 4.- El calor específico de la manzana es de 0,86 BTU lb -1 °F -1. Calcular este coeficiente en J kg-1 °C-1. 5.- Si la viscosidad del aceite de oliva es de 5,6.10 -2 lb ft-1 s-1. Calcular su valor en el SI. 6.- Al determinar la velocidad de calentamiento de un tanque de jarabe de azúcar, azúcar, se observa que la temperatura inicial de 20 °C se eleva hasta 80 °C en 30 minutos. El calor específico del jarabe de azúcar es de 0,8 0, 8 BTU/lb°F. BTU/lb°F. Calcular la velocidad de calentamiento en el SI (J s -1) 7.- La constante constante R de los gases perfectos vale vale 0,08206 Lt Atm./ ºK mol(g). Hallar el valor en: a) mmHg ft/lb mol K; b) m3 Pa mol -1 K-1; c) J mol(g)-1 K-1 8.- EL número de Grashof (Gr) proviene del estudio del flujo de calor por convección natural. Si el número viene dado por Gr = D3·ρ2·β·g·ΔT·µ-2 Calcular las dimensiones del coeficiente de expansión del fluido .

9.-  Una solución de sal común en agua se prepara añadiendo 20 kg de sal en 100 kg de agua, con lo que se consigue una solución de densidad 1,323 kg/m 3. Calcular la concentración de sal en esta disolución expresada en: (a)  peso; (b)  peso/volumen; (c) fracción molar; y (d) molaridad. 10.- Si el aire está formado por un 77 % en peso de nitrógeno y 23 % en peso de oxígeno, calcular: a) su peso molecular medio; b) la fracción molar del oxígeno; c) la concentración del oxígeno en kmol/m 3 y en kg/m3 si la presión total es de 1,5 atm y la temperatura es de 25°C. 11.- En un evaporador se concentra una solución acuosa de sal desde un 2% a un 40% en peso de sal. Calcular el caudal de agua evaporada y el caudal de agua diluida si se desean obtener 500 kg/h de solución concentrada. Resuelva el problema tomando tres tipos de base de cálculo diferentes: a) Una determinada cantidad de un componente de una mezcla que no sufra reacción química y esté presente en la corriente de entrada y salida. b)  Una determinada cantidad de una corriente de entrada o salida del sistema y c) Un determinado espacio de tiempo. 12.- Un secador de caseína consume 4 m 3/h de gas natural con un valor calorífico de 800 kJ/mol. Si la cantidad que entra en el secador es de 60 kg de caseína húmeda por hora secándola desde el 55% de humedad hasta el 10%. Calcular la eficacia térmica global del secador en función del calor latente de vaporización (Calor latente de vaporización: 2.257 kJ kg-1) 13 .- Un autoclave contiene 1.000 botes de sopa de arvejas. Se calientan a una temperatura global de 1 00 °C. Si los botes han de enfriarse hasta 40 °C antes de salir del autoclave. ¿Qué cantidad de agua de refrigeración es necesaria si ésta entra a 15 °C y sale a 35 °C. DATOS: Calores específicos de la sopa de arvejas y de los botes son, respectivamente, 4,1 kJ kg-1 °C-1 y 0,45 kJ kg -1 °C -1. El peso de cada bote vacío es de 60 g y contiene 0,45 kg de sopa de arvejas. Supongamos que el contenido calórico de las paredes del autoclave por encima de 40 °C es de 1,6.10 4 kJ y que no hay pérdida de calor a través de las paredes. 14.- En una manufacturera de mermelada se mezcla el azúcar con la fruta (45% fruta y 55% azúcar). Se le añade la pectina necesaria, aproximadamente 230 gr/100 kg de azúcar. La mezcla se evapora hasta que los sólidos solubles llegan al 67%. Calcule: a.- Cantidad de mermelada que se obtendrá a partir de una fruta con 14% de sólidos solubles? b.- Cantidad de kg de mermelada por kg de fruta en el proceso? c.- La masa de agua evaporada. (NOTA: Considere la pectina como sólido soluble) 15.- Es conveniente añadir sal a la mantequilla obtenida en una máquina de elaboración de mantequilla en continuo, añadiendo una solución de sal (60% Cl Na y 40 % agua). Si la composición final de la mantequilla es del 15,8% de humedad y de 1,4% de sal. CALCULE: La humedad inicial de la mantequilla antes de salarla.