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Untitled Prezi

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by

Eli Alvarado

on 23 April 2015

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Transcript of Untitled Prezi

Balances Simultaneo de Materia y Energía
Objetivos
Conocer los conceptos generales para resolver problemas de balances de materia y energía.

Comprender que es el balance simultaneo de materia y energía, como ser relacionan entre si y su aplicación en la industria.


Balance de Energía
El balance de energía al igual que el balance de materia es una derivación matemática de la "Ley de la conservación de la energía" (Primera Ley de La Termodinámica).


El balance de energía es una principio físico fundamental al igual que la conservación de masa.

Ecuaciones para el Balance de Materia y Energía
Balance de materia

Entrada = Salida
Ejercicio #1
Se descarga vapor saturado a 1 atm y 100 °C desde una turbina a velocidad de 1150 kg/h. Se requiere vapor sobre calentado a 300 °C y 1 atm como alimentación para un intercambio de calor; para producirlo, la corriente de descarga de la turbina se mezcla con el vapor sobre calentado disponible de una segunda fuente a 400°C y 1 atm. La unidad de mezclado opera en forma adiabática. Calcule la cantidad de vapor sobre calentado a 300°C producido y la velocidad necesaria de flujo volumétrico de la corriente a 400°C.
Ejercicio #2
Una columna de destilación procesa 100 Kg/h de una mezcla 60% de
NH3 y 40% de H2O.
El producto de cabeza contiene 99% de NH3 y el fondo 5% de NH3 .
En el condensador se extraen 1.000.000 Kcal/h.
Todas las entalpías se tomaron de la T de flujo correspondiente y con respecto
a la misma T de referencia. Se desea conocer qué cantidad de destilado y de producto de fondo se obtendrá y qué calor debe entregarse en el evaporador de fondo.
HD= 119 Kcal/Kg
HB= 195 Kcal/Kg
HF= 133 Kcal/Kg
Balance Simultaneo de Materia y Energía
En este tipo de balance se hace uso tanto de la ecuación de balance de energía como la ecuación de balance de masa para la resolución de los problemas.
Tipos de Energía
Trabajo (W)

Calor (Q)

Energía Cinética (K)

Energía Potencial (P)

Energía Interna (U)

Entalpía (H)

Balances de Materia
Introducción
Los balances de materia y energía son muy útiles en los diversos sistemas de producción como en columnas de destilación, calderas, sistemas con reacciones químicas etc.., ya que en ellos existe una entrada de material en la cual también hay una cantidad de energía proporcionada y liberada de acuerdo con la temperatura y la presión con la que se trabaje, para realizar este tipo de balances debemos conocer el tipo de sistema con el cual estamos trabajando si es un sistema abierto, cerrado o aislado.
Repaso de Conceptos
Un sistema se refiere a cualquier porción arbitraria o la totalidad de un proceso establecida específicamente para su análisis.

La frontera del sistema se circunscribe formalmente alrededor del proceso mismo a fin de subrayar la importancia de delinear cuidadosamente el sistema para cada uno de los problemas que se intente resolver.

Los balances de materia no son más que la aplicación de la ley de conservación de la masa: “La materia no se crea ni se destruye”.

Lo que este enunciado significa en la práctica es que la cantidad de producto que ingresa al sistema saldrá en forma de producto final y desechos.

Propiedades Extensivas e Intensivas
Propiedad Extensiva: Es aquella cuyo valor es la suma de los valores para cada uno de los subsistemas que constituyen el sistema completo.

Propiedad Intensiva: Es aquella cuyo valor no es aditivo y no varía con la cantidad de material que contenga el subsistema.

Balance de Energía

Tablas de Vapor
Conclusiones
Propiedades
Extensivas
Intensivas
La masa
Numero de moles
Volumen
Energía cinética
Energía potencial
Energía interna
Temperatura
Presión
Densidad
Si no hay cambios en la
°T, sera igual a cero
(Proceso Isotérmico).

Si el sistema esta sin aceleración sera igual a cero.
Si el sistema
no se eleva ni
cae, sera igual
a cero.
Sistema aislado o adiabático, el calor sera cero.
Si no hay partes móviles, ni corrientes eléctricas, ni radiaciones en las fronteras del sistema el trabajo sera cero.
Procedimiento para elaborar el balance simultaneo de materia y energía
1) Determinar las velocidades del flujo de todos los componentes de la corriente mediante el balance de materia.

2) Determinar las entalpías especificas de cada componente de la corriente

3) Escribir la forma adecuada del balance de energía y resolverlo para la cantidad deseada
Tablas de vapor
Tablas de vapor sobre calentado
- Los balances de materia y energía se relacionan entre si debido a que las leyes de conservación de la materia y la energía dicen que estas no se crean ni se destruyen solamente se transforman.

- Conocer la cantidad de materia que se obtiene como producto final nos indica cuan eficiente es un proceso, y la cantidad de energía que se utilizo y se genero en todo el sistema.
Bibliografía
- Felder, Richar M. , (2004),
Principios elementales de los procesos químicos , México: Editorial Limusa.

-David M. Himmelblau. Principios Básicos y Cálculos en Ingeniería Química. 6a Edición. Prentice-Hall, Inc.
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