Practica 6 Torre de Enfriamiento

 

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS (E.S.I.Q.I.E.)

Departamento de Ingeniería Química Industrial

LABORATORIO DE OPERACIONES DE SEPARACION SECADO

PRACTICA No. 2: “TORRE DE ENFRIAMIENTO DE AGUA” ( ENFRIAMIENTO DE AGUA POR HUMIDIFICACION DE AIRE)

 ALUMNO: LUIS DANIEL GIL PACHECO

PROFESOR: ING. HECTOR ZAMORANO GARCIA

MÉXICO D.F. 17 DE SEMTIEMBRE DE 2014

 

OBJETIVOS:

El estudiante realizara las siguientes acciones: a) Identi Identificar ficara a las partes de que co consta nsta una tor torre re de enfriam enfriamiento iento de agua por hum humidifi idificació cación n de aire. b) Operará un una a torre de enfri enfriamient amiento o para tomar los dat datos os experimenta experimentales les corre correspondi spondientes entes c) Efect Efectuara uara cálc cálculos ulos psic psicométr ométricos icos y balan balances ces de masa y energ energía ía para calc calcular ular el coef coeficien iciente te volumétrico de transferencia de masa correspondiente a la torre de enfriamiento que opero d) Redac Redactara tara el infor informe me téc técnico nico d de e la pra practic ctica a reali realizada zada e) Actua Actuará rá sigui siguiendo endo las nor normas mas de seg seguridad uridad e hi higiene giene cor correspo respondient ndientes, es, asi co como mo de participación, trabajo operativo en equipo y honestidad.

 

TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES

CORRIDA No. 1

Temperatura en la torre de Enfriamiento Temperatura de entrada Temperatura de salida Tw1=21º C Tw2=29º C Tg1=31º C Tg2=30º C Temperatura en el tablero TL2

TL1

Entrada

Salida

Corriente Caliente 37

Corriente Fría 33

Velocidad (m/s) Temperatura (ºC) Gasto Volumétrico (LPM)

Izquierda 4.8 31.8

Centro 2.7 32

Derecha 3.5 31.5

Promedio 3.66 31.76

30

(Lav)

CORRIDA No. 2

Temperatura en la torre de Enfriamiento Temperatura de entrada Temperatura de salida Tw1=23º C Tw2=26º C Tg1=33º C Tg2=28º C Temperatura en el tablero TL2

TL1

Entrada

Salida

Corriente Caliente

Corriente Fría

37

30

Velocidad (m/s) Temperatura (ºC) Gasto Volumétrico (LPM) (Lav)

Izquierda 5.5 32.2

Centro 2.9 32.3

Derecha 3.7 32.9 38

Promedio 4.03 32.46

 

CORRIDA No. 3

Temperatura en la torre de Enfriamiento Temperatura de entrada Temperatura de salida Tw1=24º C Tw2=24º C Tg1=34º C Tg2=26º C Temperatura en el tablero TL2

TL1

Entrada Corriente Caliente 37

Salida Corriente Fría 33

Velocidad (m/s) Temperatura (ºC) Gasto Volumétrico (LPM)

Izquierda 5.6 33.4

Centro 2.9 33

Derecha 3.1 33.1 45

(Lav)

Temperatura de Bulbo Húmedo Inicial (Twinicial)=11º C Temperatura de Bulbo Seco Inicial (Tginicial)= 21º C Temperatura en el tanque de Agua=38º C

CONSTANTES DE ANTOINE  A 8.07131

B 1730.63 0

log 10 p  A= A −

 B   T + C 

C 233.426

T=ºC; P=mmHg

Promedio 3.86 33.16

 

SECUENCIA DE CALCULOS: CORRIDA No. 1 1.1-1.1



Cálcul Cálculo o de humedad humedades es absolu absolutas tas y relati relativas vas del del aire aire a la entrada entrada y sali salida da de la torre de enfriamiento.

Calculo de las presiones parciales con la ecuación de Antonie.

[

8.07131−

[

8.07131−

( = 10

 Pw 1  Pw 1=18.5872 mmHg

( = 10

]

 )

]

  1730.63 233.426 + 29° 29 ° C 

 Pw 2  Pw 2=29.9623 mmHg 

 )

  1730.63 233.426+ 21° 21° C 

Calculo de las humedades de saturación   Pw Y  w =0.622 585 − Pw ' 

(

Y ' w 1= 0.622

(

)

  18.5872 585 −18.5872

)

Y ' w 1= 0.020411

(

 )

  29.9623 585−29.9623 Y ' w 2= 0.033577 ' 

Y  w 2=0.622



Cálculo de las humedades relativas Y ' = Y ´ w λw − 0.24 ( T G−T w )  λ w + 0.45 ( T G−T w)

 

De tablas (Anexo 1)

Y ' 1=

0.020411 ( 585.4 )−0.24 ( 31−21 ) 585.4 + 0.45 ( 31 −21)

Y '  = 0.016187 1

Y ' 2=

0.033577 ( 581 )− 0.24 ( 30 −29 ) 581 +0.45 ( 30 −29 )

 

Y ' 2= 0.033138

 

 

Cálculo de las presiones parciales con la humedad absoluta  P A

' 

Y  =0.622

585 − P A

Despejar  PA

 

  585 ( Y  ) ' 

 P A =

' 

0.622+ Y 

  585 ( 0.016187 ) 0.622 + 0.016187  P A 1= 14.838 mmHg

 P A 1=

 P A 2 =   585 ( 0.033138 ) 0.622 + 0.033138  P A 2 =29.5903 mmHg 

Calculo de las presiones de vapor

[

8.07131−

[

8.07131−

( = 10

 Pv 1  Pv 1=33.6089 mmHg  Pv 2

( = 10

 )

]

)

]

  1730.63 233.426 +31° 31 ° C 

  1730.63 233.426 + 30° C 

 Pv 2=31.7402 

Cálculo de las humedades relativas (%Y R) %Y  R=

( )  P A  Pv

∗100%

%Y  R 1=

 14.838 33.6089 %Y  R 1= 44.149%

(

)∗

%Y  R 2=

(

)∗

29.5903 31.7402

100%

100%

93.226 26 % %Y  R 2= 93.2

Cálculo para graficar la curva T vs H; considerando P=585 mmHg y un rango de 10 a 45 °C

1.2-

o

'  sat 

Y  = 0.622

De tablas (Anexo 1)

 

 H ¿G = ( 0.24 + 0.45 Y ' sat ) ( T G− T 0 ) + ( 598 ) Y ' sat 

[

]

  P A o

585− P A

 

 

Y ´ sat 

(mmHg)

10

9.1588

0.009588

8.1768

15

12.733

0.013250

11.6129

20

17.4733

0.018040

15.7500

25

23.6864

0.024204

20.7466

30

31.7402

0.032011

26.7746

35

42.0711

0.041731

34.0123

40

55.1928

0.053624

42.6326

45

71.7046

0.067915

52.7886

0

 P A

(  )

Cálculo para el trazo de la línea de operación

 H G 1=  ( 0.24 + 0.45 ( 0.016187 ) ) ( 31−0 ) + ( 598 ) ( 0.016187 )  Kcal  H G 1=17.34    Kg

[

]

[

]

T  L1  L 1 =33 ° C 

 H G 2=  ( 0.24 + 0.45 ( 0.033138 )) ( 30−0 ) + ( 598 ) ( 0.033138 )  Kcal  H G 2=27.46    Kg

T  L 2=37 ° C 

Cálculo del gasto másico teórico de aire seco usado (T A) 60 min Si L1 ≈ L2=( L AV  ) ( ρ  ρ H   22O ) h

1.4-

(  ) )(  )(   )

 L1 ≈ L2= 30   L 1  Kg 60 min min  L h   Kg  L1 ≈ L2=1800 h  L1 C  PL  H G 2− H G 1

(

=

T  L 2−T  L 1   Kcal ( 37 −33 ) °C  1  Kg ° C  Gs= ( 27.4639 −17.3456 )  Kcal kg  Kg  Kg a . s G S =711.582 h

(

GS  Kg 1800 h

 )(

 

 Kcal  Kg

Grafica T vs H (Anexo 2) 1.3-

¿ H G

T g ( °C )

)

' 

' 

T   AA=G S ( Y  2−Y  2)  K  Kg g a .s   1h T  A=711.582   (0.033138 −0.016187 ) h 60 min

(

)

 

T  A= 0.201034

 Kg  Kg a . s min

 

 Cálculo del volumen de aire húmedo:  R ( T g + 273.15 )   1   Y ´  V  H = +  PMairee  PMagua  PMair  P

1.5-

[

]

3

  m atm ( 31 + 273.15 ) K   0.082057   1 0.016187  Kmol K  V  H  +  H 1 1= 28.97 18.02 0.76973 atm 3   m

[

 ]

1  H 1 V  H  =1.14835  Kg a . s 3

  m atm ( 30 +273.15 ) K  0.082057   1 0.033138  Kmol K  V  H  +  H 2 2= 28.97 18.02 0.76973 atm 3   m V   H  H 2 =1.17497  Kg a . s

[

 ]

Calculo del gasto volumétrico Gv =G s V  H 

1.6-

(

  )(

  m 1.14835  Kg a . s

(

  )(

  m 1.17497  Kga  Kg a. s

 Kg  Kg a .s G v 1= 711.582 h 3  m G v 1=13.6191 min

 Kg  Kg a .s G v 2= 711.582 h

3

3

)(

60 min

)

)(

  1 hr 60 min

)

  1 hr

3

 m G v 2=13.9348 min

 Cálculo de la carga térmica transferida en la columna QT = L1 C  PL ( T  L 2−T  L 1 )

1.7-

Q T = 1800   Kg 1   Kcal ( 37−33 ) ° C  h  Kg ° C   Kcal Q T =7200 h

(

1.8-

 )(

 )

 Cálculo del rango y acercamiento obtenido

Rango: ( T  L 2−T  L 1 ) ¿ ( 37 −33 ) ° C =4 ° C   Acercamiento: ( T  L 1−T w 1 )  ¿ ( 33− 21 ) ° C =12 ° C 

 

1.9-

 Cálculo del coeficiente global volumétrico de transferencia de masa (Ky.a)

1.9.1- Considerando que la resistencia total está en el gas  RT =r G porlo tanto tanto

h L. a  K Y . a

= ∞( lineas lineasinterfac interfaciales iales verticales verticales )

Sabemos que:  z =( AUTG ) ( NUTG )

( AUTG )=  H G 2

( NUTG )= I = ∫

1 ¿

 H G 1

 H G − H G

  Gs S K Y . a

d H G

1.9.2- Cálculos de la línea de operación No. Intervalos (n)

Temperatura (ºC)

Pa

Y´

HG*

HG

1/(HG*-HG)

0

33

37.6344

0.037596

30.9607

1 17 7.34

0.07341741

1 2

33.4 33.8

38.4878 39.3579

0.038396 0.039209

31.5539 32.1555

18 18.352 19 19.364

0.075746881 0.07817697

3

34.2

40.2449

0.040036

32.7657

20 20.376

0.080712093

4

34.6

41.1492

0.040877

33.3846

21 21.388

0.083356744

5

35

42.0711

0.041731

34.0123

22.4

0.086115467

6

35.4

43.0108

0.042599

34.6489

23 23.412

0.088992826

7

35.8

43.9685

0.043481

35.2944

24 24.424

0.091993356

8

36.2

44.9447

0.044378

35.9489

25 25.436

0.095121519

9

36.6

45.9395

0.045289

36.6125

26 26.448

0.098381637

10

37

46.9533

0.046214

37.2853

27.46

0.101777824

 I =

i 3

i=

f   H  + 2

[

0

 H G 2− H G 1

 I =

10

 (

  =

G

)

f 

∑

 pares

 H  + 4

(

 H  + f   H 

f 

∑

 )

G

 (

G

nones

)

n

(

G

)]

27.46−17.34   =1.012 10

1.012   [ 0.07341741+ 2 ( 0.345648 ) + 4 ( 0.43295 ) +0.101777824 ] 3

 I =0.87649  z =   711.582

[

 K Y ∙ a =  K Y . a =4927.96

  Kg a .s 3

h m ∆ Y ' 

( )   Gs

S K Y . a

  I  I 

 Kg  Kg a .s h

( 0.2025 m )∗0.625 m ∗0.87649 2

]

 

CORRIDA No. 2 1.2-1.2



Cálcul Cálculo o de humedad humedades es absolu absolutas tas y relati relativas vas del del aire aire a la entrada entrada y sali salida da de la torre de enfriamiento.

Calculo de las presiones parciales con la ecuación de Antonie.

(

[ =[

8.07131−

 )

  1730.63 233.426 + 23° 23° C 

] )]

 P = 10  Pw 1=21.0023 mmHg w1

( 10

8.07131−

  1730.63 233.426+ 26 ° C 

 Pw 2  Pw 2=25.137 mmHg 

Calculo de las humedades de saturación ' 

Y  w =0.622

(

  Pw 585 − Pw

)

  21.0023 Y '  = 0.622 585 −21.0023 Y ' w 1= 0.023162 w1

( (

  25.137 585−25.137 Y ' w 2= 0.027927 ' 

Y  w 2=0.622



)

)

Cálculo de las humedades relativas Y ´ w λw − 0.24 ( T G−T w ) '  Y  =  λ w + 0.45 ( T G−T w)  

De tablas (Anexo 1)

Y ' 1=

0.023162 ( 584.3 )−0.24 ( 33− 23) 584.3 + 0.45 ( 33 −23 )

Y ' 1= 0.018909 Y ' 2=

0.027927 ( 582.6 )− 0.24 ( 28−26 ) 582.6 + 0.45 ( 28−26 )

Y ' 2= 0.027061

 

 

Cálculo de las presiones parciales con la humedad absoluta  P A

' 

Y  =0.622

585 − P A

Despejar  PA

 

  585 ( Y  ) ' 

 P A =

' 

0.622+ Y 

  585 ( 0.018909 ) 0.622 + 0.018909  P A 1= 17.2595 mmHg

 P A 1=

 P A 2 =   585 ( 0.027061 ) 0.622 + 0.027061  P A 2 =24.3901 mmHg 

Calculo de las presiones de vapor

[

8.07131−

[

8.07131−

( = 10

 Pv 1  Pv 1=37.6344 mmHg  Pv 2

( = 10

 )

]

)

]

  1730.63 233.426 + 33° 33° C 

  1730.63 233.426 + 28° C 

 Pv 2=28.2715 

Cálculo de las humedades relativas (%Y R) %Y  R=

( )  P A  Pv

∗100%

%Y  R 1=

(

17.2595 37.6344 %Y  R 1= 45.861%

)∗

%Y  R 2=

(

)∗

24.3901 28.2715

100%

100%

%Y  R 2=86.271%

Cálculo para graficar la curva T vs H; considerando P=585 mmHg y un rango de 10 a 45 °C

1.10-

o

'  sat 

Y  = 0.622

De tablas (Anexo 1)

 

 H ¿G = ( 0.24 + 0.45 Y ' sat ) ( T G− T 0 ) + ( 598 ) Y ' sat 

[

]

  P A o

585− P A

 

 

Y ´ sat 

(mmHg)

10

9.1588

0.009588

8.1768

15

12.733

0.013250

11.6129

20

17.4733

0.018040

15.7500

25

23.6864

0.024204

20.7466

30

31.7402

0.032011

26.7746

35

42.0711

0.041731

34.0123

40

55.1928

0.053624

42.6326

45

71.7046

0.067915

52.7886

0

 P A

 Kcal  Kg

Cálculo para el trazo de la línea de operación

 H G 1=  ( 0.24 + 0.45 ( 0.018909) ) ( 33−0 ) + ( 598 ) ( 0.018909)  Kcal  H G 1=19.51    Kg

[

]

[

]

T  L1  L 1 =30 ° C 

 H G 2=  ( 0.24 + 0.45 ( 0.027061) ) ( 28 −0 ) + ( 598 ) ( 0.027061 )  Kcal  H G 2=23.24    Kg 1.12-

T  L 2=37 ° C 

Cálculo del gasto másico teórico de aire seco usado (T A) 60 min Si L1 ≈ L2=( L AV  ) ( ρ  ρ H   22O ) h

(  ) )(  )(   )

 L1 ≈ L2= 38   L 1  Kg 60 min min h  L  Kg  L1 ≈ L2= 2280 h  L1 C  PL  H G 2− H G 1

(

=

T  L 2−T  L 1   Kcal ( 37 −30 ) °C  1  Kg°° C   Kg Gs= ( 23.24 −19.51 )  Kcal kg  Kg  Kg a .s G S =4278.82 h

(

GS  Kg 2280 h

 )(

 

(  )

Grafica T vs H (Anexo 2) 1.11-

¿ H G

T g ( °C )

)

' 

' 

T   AA=G S ( Y  2−Y  2)  K  Kg ga. s   1h T  A= 4278.82   (0.027061− 0.018909) h 60 min

(

)

 

T  A= 0.581348

 Kg  Kg a . s min

 

 Cálculo del volumen de aire húmedo:  R ( T g + 273.15 )   1   Y ´  V  H = +  PMairee  PMagua  PMair  P

1.13-

[

]

3

  m atm ( 33 + 273.15 ) K  0.082057   1 0.018909  Kmol K  V  H  +  H 1 1= 28.97 18.02 0.76973 atm 3   m 1  H 1 V  H  =1.16083  Kg a . s

[

 ]

3

  m atm ( 28+ 273.15 ) K  0.082057   1 0.027061  Kmol K  V  H  +  H 2 2= 28.97 18.02 0.76973 atm 3   m V   H 2 = 1.15639 H 2  Kg a . s

[

 ]

Calculo del gasto volumétrico Gv =G s V  H 

1.14-

 K  Kg g a .s G v 1= 4278.82 h 3  m G v 1=82.783 min

(

(

 )

(

  )(

 Kg  Kg a .s G v 2= 4278.82 h

3

  m 1.16083  Kg a . s

)

  1 hr 60 min

( 3

  m 1.15639  Kg a . s

)(

)   1 hr 60 min

)

3

 m G v 2=82.4664 min 1.15-

 Cálculo de la carga térmica transferida en la columna QT = L1 C  PL ( T  L 2−T  L 1 )

Q T = 2280  Kg 1   Kcal ( 37− 30 ) ° C  h  Kg ° C   Kcal Q T =15960 h

(

1.16-

 )(

 )

 Cálculo del rango y acercamiento obtenido

Rango: ( T  L 2−T  L 1 ) ¿ ( 37 −30 ) ° C =7 ° C   Acercamiento: ( T  L 1−T w 1 )  ¿ ( 30− 23 ) ° C =7 ° C 

 

1.17-

 Cálculo del coeficiente global volumétrico de transferencia de masa (K Y.a)

1.9.3- Considerando que la resistencia total está en el gas  RT =r G porlo tanto tanto

h L. a

= ∞( lineas lineasinterfac interfaciales iales verticales verticales )

 K Y . a

Sabemos que:  z =( AUTG ) ( NUTG )

( AUTG )=  H G 2

( NUTG )= I = ∫

1 ¿

 H G 1

 H G − H G

  Gs S K Y . a

d H G

1.9.4- Cálculos de la línea de operación No. Intervalos (n) Temperatura (ºC)

Pa

Y´

HG*

30

31.7402

0.032011

26.7746

19.51 0.13765304

1 2

30.7 31.4

33.0385 34.3827

0.033250 0.034528

27 2 7.7110 28 2 8.6716

19.883 0.12774615 20.256 0.11882675

3

32.1

35.7740

0.035845

29 2 9.6569

20.629 0.11076779

4

32.8

37.2139

0.037201

30 3 0.6674

21.002 0.10346233

5

33.5

38.7037

0.038598

31 3 1.7035

21.375 0.09681977

6

34.2

40.2449

0 0..040036

3 32 2.7657

21.748 0.0907629

7

34.9

41.8390

0.041516

33 3 3.8546

22.121 0.08522557

8

35.6

43.4874

0 0..043038

3 34 4.9705

22.494 0.0801508

9

36.3

45.1916

0.044604

36 3 6.1139

22.867 0.07548926

10

37

46.9533

0. 0.046214

37 37.2853

23.24 0.07119808

 I = 3 f 0 ( H G ) + 2

[

 H G 2− H G 1

 I =

10

1/(HG*-HG)

0

i

i=

HG

  =

∑ f  ( H   ) +4 ∑ f   ( H  ) + f  ( H  ) ]  pares

G

nones

G

n

G

23.24 −19.51   = 0.373 10

0.373   [ 0.13765304 + 2 ( 0.393203 ) + 4 ( 0.496049 ) +0.07119808 ] 3

 I =0.370445  z =   4278.82

[

 K Y ∙ a =  K Y . a =12524

  Kg a .s 3

h m ∆ Y ' 

( )   Gs

S K Y . a

  I  I 

 Kg  Kg a . s h

( 0.2025 m )∗0.625 m ∗0.370445 2

]

 

CORRIDA No. 3 1.3-1.3



Cálcul Cálculo o de humedad humedades es absolu absolutas tas y relati relativas vas del del aire aire a la entrada entrada y sali salida da de la torre de enfriamiento.

Calculo de las presiones parciales con la ecuación de Antonie.

(

[ =[

8.07131−

)

  1730.63 233.426 + 24 ° C 

] )]

 P = 10  Pw 1=22.3092 mmHg w1

( 10

8.07131−

  1730.63 233.426 + 24 ° C 

 Pw 2  Pw 2=22.3092 mmHg 

Calculo de las humedades de saturación ' 

Y  w =0.622

(

  Pw 585 − Pw

)

  22.3092 Y '  = 0.622 585 −22.3092 Y ' w 1= 0.024661 w1

' 

Y  w 2=0.622

( (

)  )

  22.3092 585−22.3092

Y ' w 2= 0.024661 

Cálculo de las humedades relativas Y ´ w λw − 0.24 ( T G−T w ) '  Y  =  λ w + 0.45 ( T G−T w)  

De tablas (Anexo 1)

Y ' 1=

0.024661 ( 583.8 )−0.24 ( 34 −24 ) 583.8 + 0.45 ( 34 −24 )

Y ' 1= 0.020393 Y ' 2=

0.024661 ( 583.8 )−0.24 ( 26 −24 ) 583.8 + 0.45 ( 26 −24 )

Y ' 2= 0.023802

 

 

Cálculo de las presiones parciales con la humedad absoluta  P A

' 

Y  =0.622

585 − P A

Despejar  PA

 

  585 ( Y  ) ' 

 P A =

' 

0.622+ Y 

  585 ( 0.020393 ) 0.622 + 0.020393  P A 1= 18.571 mmHg

 P A 1=

 P A 2 =   585 ( 0.023802 ) 0.622 + 0.023802  P A 2 =21.5611 mmHg 

Calculo de las presiones de vapor

[

8.07131−

[

8.07131−

( = 10

  1730.63

 Pv 1  Pv 1=39.7993 mmHg  Pv 2

( = 10

)

]

)

]

233.426 + 34 ° C 

  1730.63 233.426 + 26 ° C 

 Pv 2=25.137 

Cálculo de las humedades relativas (%Y R) %Y  R=

( )  P A  Pv

%Y  R 1=

(

%Y  R 2=

(

∗100%

  18.571 39.7993 %Y  R 1= 46.661%

)∗

100%

 )∗

21.5611 25.137

100%

85.7 .774 74 % %Y  R 2=85

Cálculo para graficar la curva T vs H; considerando P=585 mmHg y un rango de 10 a 45 °C

1.18-

o

'  sat 

Y  = 0.622

De tablas (Anexo 1)

 

 H ¿G = ( 0.24 + 0.45 Y ' sat ) ( T G− T 0 ) + ( 598 ) Y ' sat 

[

]

  P A o

585− P A

 

 

Y ´ sat 

(mmHg)

10

9.1588

0.009588

8.1768

15

12.733

0.013250

11.6129

20

17.4733

0.018040

15.7500

25

23.6864

0.024204

20.7466

30

31.7402

0.032011

26.7746

35

42.0711

0.041731

34.0123

40

55.1928

0.053624

42.6326

45

71.7046

0.067915

52.7886

0

 P A

(  )

Cálculo para el trazo de la línea de operación

 H G 1=  ( 0.24 + 0.45 ( 0.020393) ) ( 34 −0 ) + ( 598 ) ( 0.020393 )  Kcal  H G 1=20.66    Kg

[

]

[

T  L1  L 1 =30 ° C 

]

 H G 2=  ( 0.24 + 0.45 ( 0.023802) ) ( 26 −0 ) + ( 598 ) ( 0.023802 )  Kcal  H G 2=20.75    Kg 1.20-

T  L 2=37 ° C 

Cálculo del gasto másico teórico de aire seco usado (T A) 60 min Si L1 ≈ L2=( L AV  ) ( ρ  ρ H   22O ) h

(  ) )(  )(   )

 L1 ≈ L2= 45   L 1  Kg 60 min  L min h  Kg  L1 ≈ L2= 2700 h  L1 C  PL  H G 2− H G 1

(

=

T  L 2−T  L 1   Kcal ( 37 −33 ) °C  1  Kg°° C   Kg Gs= ( 20.75 −20.66 )  Kcal kg  Kg  Kg a .s G S =120,000

(

GS  Kg 2700 h

 )(

 

 Kcal  Kg

Grafica T vs H (Anexo 2) 1.19-

¿ H G

T g ( °C )

)

h

' 

' 

T   AA=G S ( Y  2−Y  2)  Kg  Kg a . s   1h T  A=120,000   (0.023802−0.020393 ) h 60 min

(

)

 

T  A=6.818

 Kg  Kg a . s min

 

 Cálculo del volumen de aire húmedo:  R ( T g + 273.15 )   1   Y ´  V  H = +  PMairee  PMagua  PMair  P

1.21-

[

]

3

  m atm ( 34 + 273.15 ) K  0.082057   1 0.020393  Kmol K  V  H  +  H 1 1= 28.97 18.02 0.76973 atm 3   m V  H 1 =1.16732  Kg  Kga a. s

[

 ]

3

  m atm ( 26 + 273.15 ) K  0.082057   1 0.023802  Kmol K  V  H  +  H 2 2= 28.97 18.02 0.76973 atm 3   m V   H  H 2 =1.14295  Kg a . s

[

 ]

Calculo del gasto volumétrico Gv =G s V  H 

1.22-

G v 1= 120,000

 Kg  Kg a .s

 m h G v 1=2334.64 min

(

3

1.16732

3

  )(

  1 hr 60

 Kg a . s

  )(

(

  m

3

 K  Kg ga. s   m G v 2= 120,000 1.14295 h  Kg a . s

)( )(

min

)

  1 hr 60 min

)

3

 m G v 2=2285.9 min 1.23-

 Cálculo de la carga térmica transferida en la columna QT = L1 C  PL ( T  L 2−T  L 1 )

Q T = 2700  Kg 1   Kcal ( 37− 33 ) ° C  h  Kg ° C   Kcal Q T =10,800 h

(

1.24-

 )(

 )

 Cálculo del rango y acercamiento obtenido

Rango: ( T  L 2−T  L 1 ) ¿ ( 37 −33 ) ° C =4 ° C   Acercamiento: ( T  L 1−T w 1 )  ¿ ( 33− 24 ) ° C =9 ° C 

 

1.25-

 Cálculo del coeficiente global volumétrico de transferencia de masa (K Y.a)

1.9.5- Considerando que la resistencia total está en el gas  RT =r G porlo tanto tanto

h L. a

= ∞( lineas lineasinterfac interfaciales iales verticales verticales )

 K Y . a

Sabemos que:  z =( AUTG ) ( NUTG )

( AUTG )=  H G 2

( NUTG )= I = ∫

1 ¿

 H G 1

 H G − H G

  Gs S K Y . a

d H G

1.9.6- Cálculos de la línea de operación No. Intervalos (n) Temperatura (ºC)

HG*

HG

1/(HG*-HG)

33

37.6344

0.037596

30.9607

20.66 0.09708033

1 2

33.4 33.8

38.4878 39.3579

0. 0.038396 0. 0 .039209

31 31.5539 32 3 2.1555

20.669 0.0918707 20.678 0.08712706

3

34.2

40.2449

0. 0 .040036

32 3 2.7657

20.687 0.08279025

4

34.6

41.1492

0. 0 .040877

33 3 3.3846

20.696 0.07881072

5

35

42.0711

0.041731

34.0123

20.705 0.07514663

6

35.4

43.0108

0. 0 .042599

34 3 4.6489

20.714 0.07176247

7

35.8

43.9685

0. 0 .043481

35 3 5.2944

20.723 0.06862782

8

36.2

44.9447

0. 0 .044378

35 3 5.9489

20.732 0.06571654

9

36.6

45.9395

0. 0 .045289

36 3 6.6125

20.741 0.06300602

10

37

46.9533

0 0..046214

3 37 7.2853

20.75 0.06047659

[

 H G 2− H G 1 10

Y´

0

i  I = 3 f 0 ( H G ) + 2 i=

Pa

  =

∑ f  ( H   ) +4 ∑ f   ( H  ) + f  ( H  ) ]  pares

G

nones

G

n

G

20.75−20.66   = 0.009 10

0.009   [ 0.09708033 +2 ( 0.303417 ) + 4 ( 0.381441 )+ 0.06047659 ] 3  I =0.009492   Gs   I  I   z = S K Y . a

 I =

( )

  120,000

[

 K Y ∙ a =  K Y . a =8999.82

  Kg a .s 3

h m ∆ Y ' 

 Kga.  Kga. s

h ∗0.009492 ( 0.2025 m )∗0.625 m 2

]