lechos porosos

lechos porosos gy 10, 2016 g EJER ING ENIE CICI RIA OS DE LEC ALI MEN HOS POR TOS OSO II S 20 11 se considera un lecho poroso, al que está PROBLEMA NOI formado por partículas contiguas que dejan recipiente entre ellas huecos o espacios libres y aun cilíndrico de 3 m de través de ellos circula el fluido. altura relleno de partículas de forma cubica de 0. 60 cm de arista se emplea como generador de calor. Calcúlese la perdida de presión a través del lecho cuando circula aire con velocidad másica de 5000 kgm2. h que entra por el fondo a 5 atm y 300C y sale por la cúspide a 2000C.

Las determinaciones xperimentales de la porosidad del lecho han conducido al valor de 0,45. SOLUCIÓN: G=5000kgm2-h a 5 atm y a 30C D una viscosidad u=8. 652x105kgm-s y hallar -op hallando SO: 6cm3-10 cm-l hallando D: Sw p to page cm=o. 006 org es un jo tur (l): ING. ACOSTA LO E)xG2E3xpxD halland Rep-l(l- 06 . 652*105kgm- ica la ecuacion RT-S Reemplazando en la ecuacion 1: CARBAJAL MONTERO GRAYMA INDIGOYEN MACHADO ANDY SANCHES CASTRO ANGELA AP3 m=150X1-O, hxn ma3500 s+ mx(3600 sp mmhgl atrnxl atm 10330kgm2 mmhg

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PROBLEMA N02 Por una torre de absorción de relleno de 1. 0 m de diámetro y 6 m de altura se hace circular un fluido de ropiedades análogas a las del aire con un caudal de 60 m3min , que entra en la torre a 1,2 atm y 20C Calcúlese la pérdida de presión a través del lecho si las características del relleno son: fraccion hueca=O,65 y superficie especifica=2,5cm2cm3. SOLUCIÓN: Pl -1. 2atm 1. 2m SO=2. 5 cm-l 6=0. 65 Caudal= 50m3min Hallamos la densidad p PV-RTn PV=RTWPM -. p=PPMRT . 2atm atm xm3/kmol-k x293 k ,452 kg/m3 Hallamos la velocida vs caudal=60m3min1 min60s=1m3s vs=caudalarea=l m3/srtr2=1 vs-O. 8 m/s diámetro equivalente: DP=6SO DP=62. 5 cm-2=2. 4 s el de Reynolds kg/m3X9. 8m/S2+1. 751-0650. 88m/s)20. 653X9. 8m/ S2X2. Xl 0-2m hf=o. 15445+7. 3433X. L hf=o. 15445+7. 3433×6 m hf=44. 9867 m Hallamos la caída de presión con AP=hfxy AP=44. 9867 mx 1. 452kgn-n3 AP=640. 7971 Nrn2=640. 7971 pa. op=640. 7971 pal atm 102% AP=O. 0064079 atm=6. 407×10-3atm PROBLEMA N03 Una columna de 1 m2 de área de sección normal y 2 m de altura esta rellena de partículas esféricas de 2 mm de diámetro.

Calcúlese la fracción hueca del lecho si con una diferencia de presiones de 10 atm entre el fondo y al cúspide del lecho fluyen 6500 kgh de una disolución densidad=1500 kgm3. a 25C de viscosidad 0,5 poises y SOLUCIÓN: A=l m2 D=2 mm €—1- pvl hallando vp: XI 0-3m)3 vp=43xnx10-3m3 hallando VI: m2x2 m vl=l m2x2 m3 por lo tanto reemplazando para hallar la porosidad: E=143xnx10-3m32 m3 cantidad de aire en kilogramos que pasa a través del lecho a 50C si entra a 1,2 atm y la perdida de presión a través del lecho es de 50 cm de agua.

SOLUCION: D=6SO so=APVP SO=I ,333mm-1 D=6SO D-61 p-PMRT-1 kgm3 AP=50cm de Luego de la ecuación general: APL-GI -SD. pE31501-epD+1 ,75G so-APVP PROBLEMA N05 para purificar oxigeno se hace pasar a través de un lecho de adsorción relleno de un tamiz molecular que adsorbe los gases inertes y rezas. Las partículas ue constituyen el tamiz ti ma cilíndrica de 2 mm Reynols: Rep- Hallando la Densidad (p) Como se trata de un gas utilizamos la ecuación general de los gases: nRT Sabemos que: rnM PM pRT- PMRT 7atm32 gmolO. 082atm-lmol-K143K = 19. 028 Kgm3 Hallando el Diámetro Eficaz (D) D =6S0 SO = Apvp = 2nr2+2Ttr Itr2L – 21110-32+2n1 0-36×10-3n1 0-32x6x10-3 2333. 33 m-1 – 2. 57 x 10-3 m Rep = 1963. 77 -Entonces es un flujo Transitorio Por la ecuación de Ergun: hfL—1501-E2xuxpE3xD2xgxp+1. 751- cxu2E3xDxg Resolviendo la ecuación y multiplicando por el peso especifico del aire obtenemos la caída de presión: OP 0. 391 atm PROBLEMA N06 Un catalizador constituido por partículas esféricas de 2,5 cm de diámetro se introduce como relleno en una torre cilíndrica de 6 m de diámetro en la que alcanza una altura de 15 m . la fracción hueca del lecho es 0,40. or la cúspide de la torre entra propano a 250 C y sale por el fondo a la misma temperatura y a la presión 2 atm. Calcúlese la presión a que rre si el tiempo de 15m) so=o. 66n-n-1 Hallando D: D=6SO D-60. 67m-1 D=8. 995rn Hallando v: v=et v=1m10s v=O. 1 ms Hallando G: G=pxvs msx2. 052Kgm3 G=o. 2052Kgm2-s Hallando Reynols: 103Kgrn- sx(l -0. 40) Rep=9. 58×1 0-4. Es un flujo laminar Se aplica: OPL=1 . 75(1 -E)XG2É3XDxg Hallando p: p-PxMR*T p—2atmx44KgKgmolO. 082atm- m3Kgmol-0kx5230K p=2. 052Kgm3 Reemplazando en la ecuación general: API 5m—1 Kg-rnKgf- s2-1 Kg- mKgf-s2 OPI sm=341. 302KgfiT13 atmi 0330Kgrn3 AP=o. 5atm AP=-o. 5atm AP-P2-P1 -O. Satm=2atm-P1 Pl=2. 5atm PROBLEMA N07 Una columna de 10 cm de diámetro esta rellena de anillos Raschig de vidrio de 1 Ommxl Ommx2mm de espesor de pared. Para determinar la experiencia siguiente: esta I lecho se ha realizado la na vacía se vierte en ella es de 1 m, la temperatura del aire 300C, la presión de entrada 740 m de Hg y la pérdida de presión a través del lecho 80cm de agua. SOLUCIÓN: Volumen del liquido: 2TtrL-1570. 795 cm3 Volumen del lecho: 2rtrL= 879. 64 cm3 p m-seg D=6SO E=Vl-VpVl *0. 44 Hallando p: p=PxMRxT . 67 Kgrn3 Hallando SO SO-ApVp Hallando A p Ap-2TTrL+2nr-1 Ap=578. 053 mrn2 Hallando vp: Vp-r3nL+nr-12L vp-282. 743 mrn3 SO-2. 044 D-2. 935 Hallando el caudal del aire: pD1501-ÇD+ 1. 75 G 789. 41 67*2. 9351 501-04441. 95×10-52. 935+ 1 . 75 G 6-15. 584KGs-m2 Al multiplicar por el área y convirtiéndolo en litros se obtiene 123 Useg PROBLEMA N08: Se ha de secar aire en una torre de absorción ilíndrica de 80cm de diámetro rellenas con partículas esféricas de alumina de Imm de diá ión hueca 0. 40. L altura de la alúmina en la torre d y el caudal de entrada de Diámetro del lecho 0. 0m Diámetro de la partícula — 0. 001 m € = 0. 40 L = 2. sm Q = 5 m3/h T = 200C P = natm Pl = ? P2 = 2,5C/ m3 Re=DxpxVs1 -EXV • Hallando D: Dado que la particula es una esfera se toma el mismo diámetro 0. 001 m • Hallando la p y VI por tablas a 200C. T(OC p(Kg/m P(atm) ) 3) 1 1 1 • Interpolando. p- 1. 213Kg/m3 1,8028×10-5Kg/m-s • Halando vs a partir del caudal. Área del lecho 0 20 50 1. 293 p 1. 93 px10-5(Kg/ms) 1. 704 p 1. 951 Reemplazando datos tenemos sm3hx1 h3600s=vsxnxo. 8024 vs=2. 763×10-3ms Por lo tanto reemplazando en la ecuación de Re tenemos: Rezo . 001 . 213Kgmax2. 63Xl 0-3msl -0. 40×1. 8028×10-5Kgm- s = 0. 31 Re=0. 31 Indica que es un flujo laminar. E)2xpxvsaxD2xgxp hf2. sm=1 -0. 40)2Kl . 8028×10-5Kgm- sx2. 763x103mso. 403xo. 001 rns2*1. 213Kgms hf=8. 8298m op=hfxy AP=8. 8298mx1 _213Kgm3 AP=10. 71 Kgfm2 AP=PI -P2=10. 71 Kgfrn2 AP=PI -2. 5Kgfm2=10. 71 Kgfm2 Pl -10. 71 Kgfm2+2. 5Kgfrn2 Pl —13. 21 Kgfm2 PROBLEMA NO 10 Una columna cambiadora de iones rellena de partículas esféricas de ro se emplea para la purificación de agua para c olumna tiene un diámetro 0,3 m3de agua por minuto y metro cubico de volumen de lecho, con una porosidad de 0,35.

SOLUCIÓN: ,25m22. 2m Tlinsos 23rn3s Q=vS. A ,25m24. m2 OOms o. 3mxl 000kgm3xo,01 oornsl -0,35×0, 1 kgm- s (Flujo laminar). hfl_-1501- E2E3. vs. PD2. p. g ms. o,l kgm- ms2 hf—1205,41 01 m AP-hf. y 000kgn-13 OP=1 205410,08kgrn2 PROBLEMA NO 1 1 El catalizador empleado en un proceso de fabricación está contenido en un cilindro de 20 cm de diámetro interno y 40 cm con una velocidad espacial través pasa un gas gas/m3 de calizador