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TALLER HUMEDAD Y SATURACI ON´
EJERCICIO 4
Oscar Sotelo
November 22, 2019
1 PROBLEMA
Se desea construir un secador para extraer 100 lb de agua por hora. El aire de suministra a la c´amara de secado a una temperatura de 66 ◦C, una presi´on de 760 mmHg y un punto de roci´o de 4,5 ◦C, si el aire sale del secador a la temperatura de 35 ◦C, 750 mmHg de presi´on y un punto de rocio de 24 ◦C. Calcule el volumen de aire en condiciones iniciales que debe suministrar por hora
2 DIAGRAMA DE FLUJO
Secador
©^1 © 2
N 1
Y H^1
T 1 = 66◦C
P 1 = 760mmHg T r^1 = 4, 5 ◦C
Y (^) a^1
T 3 = 35◦C
Y (^) a^3
N 3
Y H^3
P 3 = 750mmHg T r^3 = 24◦C
N 2 = 100 lb/h
3 ALGORITMO DE SOLUCI ´ON
∗ Se toma de base la ecuaci´on de Antonie Ln(pv) = A − (^) CB+T
Donde A,B,C son las constantes que se han hallado mediante re- gresi´on no-lineal para muchas sustancia, T es la temperatura y pv es la presion de vapor Las constantes de la ecuacion de Antonie para le agua son: A = 16, B = 3985, C = -38,
∗ Con la ecuaci´on anterior podemos obtener la presi´on de la corriente 1 y 3 del sistema, luego de obtenerlas podemos hallar las composiciones de entradas y de salidas para el aire y el agua, por medio de la siguiente ecuaci´on: y = P vpt Teniendo en cuenta que: P p = pvsat ∗ Ya teniendo los valores del sistema procedemos a realizar el balance de materia para el agua, el aire y el total ∗ Del balance encontramos N 1 y N 2 , ya que las composiciones fueron halladas por medio de la ecuaci´on de Antonie ∗ Finalmente realizamos la comprobaci´on
4 C ´ALCULOS
Ln(pv) = A − (^) CB+T
pv = e(A−^ CB+T^ )
Para la corriente 1 la temperatura de rocio es 4,5 C, los convertimos a K y remplazamos en la ecuacion de Antonio junto con sus constantes 4 , 5 C + 273, 15 = 277, 65 K
pv^1 = e(16,^5362 −^ (− 38 ,^3985 9975+277,^44. 65 )
pv^1 = 0, 8491196186 Kpa
Para la corriente 3 tenemos que 24 C + 273, 15 = 297, 15 K
pv^3 = e(16,^5362 −^ (− 383985 , 9975297 ,^44 , 15 )
pv^3 = 2, 997832361 Kpa
(1− 0 , 97782168307100 =^ N^3
N 3 = 4590, 700216
Remplazamos N^3 en(1) N 1 = 4590, 700216 − 100 N 1 = 4490, 700216
Diagrama de flujo actualizado:
Secador
©^1 © 2
N 1 = 4490, 700216
Y (^) H^1 = 8, 380159078 x 10 −^3
T 1 = 66◦C
P 1 = 760mmHg T r^1 = 4, 5 ◦C
Y (^) a^1 = 0, 9916198409
T 3 = 35◦C
Y (^) a^3 = 0, 970019218
N 3 = 4590, 700216
Y H^3 = 0, 02998078203
P 3 = 750mmHg T r^3 = 24◦C
N 2 = 100 lb/h
7 COMPROBACI ´ON
Comprobamos los resultados en el balance del agua (2) AGUA = N 1 Y (^) H^1 + N 2 = N 3 Y (^) H^3
4490 , 7002 ∗ 8 , 380159078 x 10 −^3 + 100 = 5490, 700216 ∗ 0 , 02998078203 137 , 632782 = 137, 632782
