LABORATORIO 1 OPERACIONES UNITARIAS 3 (2018)

ESCUELA: 5to Semestre Ingeniería Agroindustrial FECHA DE ENTREGA: martes 20 de enero de 2015 TEMA: Determinación del Número de Reynolds (NRe) INTRODUCCIÓN UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL OPERACIONES UNITARIAS I REALIZADO POR: ERICK UREÑA QUINTO UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

FEBRERO 2017 1. A partir del programa de estudios de los tres cursos de operaciones unitarias, defina cada operación unitaria involucrada y describa dos aplicaciones en la Ingeniería Bioquímica para cada una.

ANÁLISIS DE OPERACIONES UNITARIAS

A ) Determinar las curvas características de una bomba centrífuga de tipo radial usando una velocidad constante durante la experiencia. Las curvas que deben construirse son:

Los fenómenos de transporte tienen lugar en aquellos procesos, conocidos como procesos de transferencia, en los que se establece el movimiento de una propiedad (masa, momento o energía) en una o varias direcciones bajo la acción de una fuerza impulsora. Al movimiento de una propiedad se le llama flujo. Los fenómenos de transferencia de masa son comunes en la naturaleza e importantes en todas las ramas de la ingeniería. Algunos ejemplos en los procesos industriales son: la remoción de materiales contaminantes de las corrientes de descarga de los gases y aguas contaminadas, la difusión de neutrones dentro de los reactores nucleares, la difusión de sustancias al interior de poros de carbón activado, la rapidez de las reacciones químicas catalizadas y biológicas, etc.

Determinar las variables de la operación unitaria mediante pruebas en una columna de destilación de lecho empacado y una columna de destilación de platos para el correcto funcionamiento del sistema. 2. Objetivos Específicos Analizar las gráficas de McCabe Thiele obtenidas de la columna de destilación por empaque con reflujo total y parcial, mediante el análisis de sus etapas y composiciones de destilado. Estimar la composición del destilado promedio teórico de la columna de destilación por platos, mediante el uso de la ecuación de Rayleigh comparando el resultado teórico con el valor experimental. Determinar la masa de vapor de agua consumida en la columna de destilación de platos haciendo uso de un balance de energía, para la comparación con la masa recolectada en el condensador y el cálculo del porcentaje de error entre ambos valores. 3. Datos recopilados 3.1 Datos recopilados para la columna de lecho empacado Tabla n.1 Datos generales de temperatura y °GL corregidos a diferentes condiciones Temperatura (°C) °GL °GL Corregido Alimentación (F) 44 31 21.6 Reflujo parcial 29 88.5 86 Reflujo total 25 87 85.6 Residuo 24 18 16.7 Condición Compuesto Volumen del destilado (L) Masa molar (g/mol) Tiempo de flujo (s) Volumen (L) Densidad (g/L) Reflujo parcial Etanol 0

Una torta filtrante de 0.02 de espesor que contiene inicialmente 1000 kg de sólido seco por m 3 , se seca sobre una bandeja por un solo lado en condiciones de secado constante. La velocidad máxima de secado es de 1 kg agua /h m 2. Para secar la torta desde la humedad del 40 % hasta la de 5% (base seca) se necesitan 12 hs y puede suponerse que en el periodo postcrítico la velocidad de secado es proporcional a la humedad libre y que la humedad de equilibrio es despreciable. Calcular: a) humedad crítica b) los periodos anticrítico y postcrítico c) en cuento debe incrementarse el tiempo de secado para que la humedad se reduzca al 3%. PROBLEMA 2 Una prueba de secado que se realiza en condiciones constante de secado (v aire =5 m/s, t=343 K, t bh =303 K) da una velocidad de secado para el periodo de velocidad constante de 3 kg/ h m 2. Calcular: a) la velocidad de secado para la misma velocidad de aire si su temperatura es de 338 K y la t bh =313 K. b) La velocidad de secado en el periodo de velocidad constante si lo que se varia es la velocidad del aire la cual toma como valor 3 m/s, PROBLEMA 3 Algodón con una densidad de 0.7 g/cm 3 y un contenido inicial de humedad de 1 lb agua / lb solido seco se va a secar en forma intermitente en un secador de bandejas hasta una humedad de 0.1 lb agua / lb solido seco. Las bandejas tienen 2 pie 2 y 1/2 " de espesor estando arregladas en tal forma que el secado tiene lugar de la superficie superior únicamente, ya que el fondo esta aislado. El aire entra y circula a 160ºF con una temperatura de bulbo húmedo de 120º, y con un flujo másico de 500 lb/ h pie 2. El contenido crítico estará en 0.4 lb agua / lb solido seco , y la velocidad de secado durante el periodo de velocidad decreciente será proporcional al contenido de humedad libre. Determinar el tiempo necesario para el secado. PROBLEMA 4 Se desea secar arena desde 50% de humedad hasta 10% (base húmeda) en bandejas de 5 cm de espesor por ambas caras. El aire caliente fluye a 90ºC, 2% de saturación en forma tangencial con un caudal de G'=3.12 kg/m2 s. Densidad del sólido = 1900 kg/m3 Experiencias realizadas en las mismas condiciones muestran que la humedad critica es del 20% y la de equilibrio 2% (base húmeda). Se puede suponer que durante el periodo postcritico el secado es proporcional a la humedad libre. Flujos calóricos de radiación y conducción pueden desestimarse. Calcular: a) tiempo de secado b) aumento porcentual de la velocidad másica del aire para que el tiempo de secado sea el mismo, si se quiere secar un segundo lote desde 60 % hasta 5% de humedad en base húmeda. c) Efecto sobre el segundo lote si en lugar de modificar la velocidad másica se redujese el espesor a la mitad. PROBLEMA 5 Para el secado de madera de 55% de humedad a 30% (base húmeda) se emplea un secadero túnel a través del cual se hace pasar la madera. El secadero dispone de varias secciones de recalentamiento del aire. El aire exterior se encuentra a T bs =20ºC y T bh =115ºC, antes de ingresar al secadero se calienta a 65ºC. En la primera sección del secadero el aire se enfría adiabaticamente hasta alcanzar el 90% de humedad, después para a un recalentador en el que su temperatura ase vuelve a elevar a 65ºC. En la segunda sección del secadero se registra nuevamente un enfriamiento adiabático del aire hasta el

Capítulo XII.-Trituración y Molienda. Capítulo XIII.-Decantación Capitulo XIV.-Aceros y su nomenclatura Bibliografías

LABORATORIO DE INGENIERÍA QUÍMICA I PRÁCTICA 1 IDENTIFICACIÓN DEL LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS 1 LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS

Experiencia: Pérdidas de carga -Calibración plato orificio 1.-Marco Teórico 1.1.