88794481 balance de materia con recirculacion

Balance de materia en multiples unidades con recirculación

Andrés Felipe Suárez Escobar

Se piensa desalinizar agua de mar por ósmosis inversa usando el proceso mostrado en la figura. Utilizando los datos del diagrama, calcular:a) La velocidad de extracción de salmuera de desperdicio.b) La velocidad de producción de agua desalinizada.c) La fracción de salmuera que sale de la celda de ósmosis para ser recirculada.

Diagrama de proceso

Celda de Ósmosis inversa

DivisorMezclador

F2

w2Sal=0,04

w2H2O=0,96

F1=1000 lb/hw1

Sal=0,031w1

H2O=0,969

F3

w3Sal

w3H2O

F4

w4Sal=0,0525

w4H2O=0,9475

F5

w5Sal

w5H2O

F6

w6Sal =0,005

w6H2O=0,995

MEZCLADOR OSMOSIS DIVISOR GLOBAL PROCESO

NVI

NBMI

NFC

NCC

NRC

DIVISOR

G DE L

6

2

12(1)

-

-

0

6

2

-2(1)

-

-1

6

2

-1

-

1

2

6

2

13

-

-0

12

6

14

-

10


DivisorMezclador

F2

w2Sal=0,04

w2H2O=0,96

F1=1000 lb/hw1

Sal=0,031w1

H2O=0,969

F3

w3Sal

w3H2O

F4

w4Sal=0,0525

w4H2O=0,9475

F5

w5Sal

w5H2O

F6

w6Sal =0,005

w6H2O=0,995

Total/global

+

+

Sal

+w6Sal

+0,005 1 2

Despejando de y reemplazando en 1 2

+0,005

=452,63

Comprobando en el de agua

+w6

+0,995*452,63

=547,371

=452,63

=547,37

GLOBAL


DivisorMezclador

F2

w2Sal=0,04

w2H2O=0,96

F1=1000 lb/hw1

Sal=0,031w1

H2O=0,969

F3

w3Sal

w3H2O

F4

w4Sal=0,0525

w4H2O=0,9475

F5

w5Sal

w5H2O

F6

w6Sal =0,005

w6H2O=0,995

=452,63

=547,37


NVI

NBMI

NFC

NCC

NRC

DIVISOR

G DE L

6

2

12(1)

-

-

0

6

2

12(1)

-

-0

6

2

11

-

1

1

6

2

33

-

--2

12

6

34

-

1-2


DivisorMezclador

F2

w2Sal=0,04

w2H2O=0,96

F1=1000 lb/hw1

Sal=0,031w1

H2O=0,969

F3

w3Sal

w3H2O

F4

w4Sal=0,0525

w4H2O=0,9475

F5

w5Sal

w5H2O

F6

w6Sal =0,005

w6H2O=0,995

=452,63

=547,37

Total/global

+

+

Sal

+w5Sal

+w5Sal 3 4

Despejando w5Sade y reemplazando en 5 4

+0 6

Divisor

w5Sal w5

Sal

w5Sal=w3

Sal 5

6 Es múltiplo de 3

DIVISOR


DivisorMezclador

F2

w2Sal=0,04

w2H2O=0,96

F1=1000 lb/hw1

Sal=0,031w1

H2O=0,969

F3

w3Sal

w3H2O

F4

w4Sal=0,0525

w4H2O=0,9475

F5

w5Sal

w5H2O

F6

w6Sal =0,005

w6H2O=0,995

=452,63

=547,37

Total/global

+

+

Sal

+w6Sal

+2,2637 8


+w6

+0,995*452,63

ÓSMOSIS


0 ,04 (𝐹 3+ 452,63)=0 ,0525 l𝐹 3+2,263=1263,12

=1715,757

=1263,12=0,0525=0,9475

=1715,75


DivisorMezclador

F2

w2Sal=0,04

w2H2O=0,96

F1=1000 lb/hw1

Sal=0,031w1

H2O=0,969

F3

w3Sal

w3H2O

F4

w4Sal=0,0525

w4H2O=0,9475

F5

w5Sal

w5H2O

F6

w6Sal =0,005

w6H2O=0,995

=452,63

=547,37=1263,12=0,0525=0,9475

=1715,75


NVI

NBMI

NFC

NCC

NRC

DIVISOR

G DE L

6

2

22(1)

-

-

-1

6

2

12(1)

-

-0

6

2

21

-

1

0

6

2

33

-

--2

12

6

34

-

1-4

Total/global

+

+

Sal

+w5Sal

3 4

Divisor

w5Sal w5

Sal

w5Sal=w3

Sal 5

DIVISOR


DivisorMezclador

F2

w2Sal=0,04

w2H2O=0,96

F1=1000 lb/hw1

Sal=0,031w1

H2O=0,969

F3

w3Sal

w3H2O

F4

w4Sal=0,0525

w4H2O=0,9475

F5

w5Sal

w5H2O

F6

w6Sal =0,005

w6H2O=0,995

=452,63

=547,37=1263,12=0,0525=0,9475

=1715,75

De 3 715,75

+w5Sal

De 4 0,0483


+w5

+0,9475*715,75

715,750,04830,09517

El aire que sale de un secador se recircula con frecuencia para disminuir los costos. Calcular la fracción de aire recirculado y el flujo másico de aire fresco suministrado en el proceso de secado de un polímero húmedo• Aire seco que circula por el secador: 5 000 lb/hr• Humedad del aire que sale del secador: 0.108• Humedad del polímero que entra: 1.3 lb agua/lb de polímero seco. • Humedad del polímero que sale: 0.25 lb agua/lb de polímero seco.

Diagrama de proceso

Secador DivisorMezclador

F2=500 lb/hw2

aire

(w2H2O)

F1

w1aire=0,988

(w1H2O=0,012)

F3

w3aire=0,952

(w3H2O=0,048)

F4

w4aire

(w4H2O)

F5

w5aire

w5H2O

F6=100 lb/hw6

pol

(w6H2O)

MEZCLADOR SECADOR DIVISOR GLOBAL PROCESO

NVI

NBMI

NFC

NCC

NRC

DIVISOR

G DE L

6

2

11(1)

-

-

1

8

3

21

2

-0

6

2

-1

-

1

2

8

3

01

2

-2

14

7

22

2

10

F7

w7pol

(w7H2O)

𝑅1=𝐹 6𝑤❑6 𝐻2𝑂

𝐹 6𝑤❑6 𝑝𝑜𝑙

=𝑤❑6 𝐻 2𝑂𝑤❑6 𝑝𝑜𝑙

=1,3

𝑅2=𝐹 7𝑤❑7 𝐻2𝑂

𝐹7𝑤❑7 𝑝𝑜𝑙

=𝑤❑7 𝐻 2𝑂𝑤❑7 𝑝𝑜𝑙

=0,25


F2=500 lb/hw2

aire

(w2H2O)F1

w1aire=0,988

(w1H2O=0,012)

F3

w3aire=0,892

(w3H2O=0,108)

F4

w4aire

(w4H2O)

F5

w5aire

w5H2O

F6=100 lb/hw6

pol

(w6H2O)

F7

w7pol

(w7H2O)

Total/global

+

+

Aire

w2aire𝐹2=w3aire𝐹3

w2aire∗500❑=0 ,892𝐹 31 2

SECADOR

3

Polímero

w6 pol𝐹 6=w7 pol 𝐹7

100∗w6 pol=w7 pol 𝐹7

𝑅1=1−𝑤❑6 𝑝𝑜𝑙

𝑤❑6 𝑝𝑜𝑙

=1,3

𝑅2=1−𝑤❑7 𝑝𝑜𝑙

𝑤❑7 𝑝𝑜𝑙

=0,25

4

5

De y4 5

W6pol =0,435

W7pol =0,800

De 3

F7=54,375

De 1

F3=545,625

De 2

w2aire=0,9734 Comprobando en el de agua

+w7

0 ,0266∗500+0,565∗100=0 ,108*545,625+54,375*0,200

¿0,9734

=54,375=0,800

=0,475

=545,625


F2=500 lb/hW2

aire

(w2H2O)

F1

w1aire=0,988

(w1H2O=0,012)

F3

w3aire=0,892

(w3H2O=0,108)

F4

w4aire

(w4H2O)

F5

w5aire

w5H2O

F6=100 lb/hw6

pol

(w6H2O)

F7

w7pol

(w7H2O)

¿0,9734

=54,375=0,800

=0,475

=545,625


NVI

NBMI

NFC

NCC

NRC

DIVISOR

G DE L

6

2

12(1)

-

-

0

8

3

21

2

-0

6

2

11

-

1

1

8

3

23

2

--2

14

7

22

2

10


F2=500 lb/hW2

aire

(w2H2O)

F1

w1aire=0,988

(w1H2O=0,012)

F3

w3aire=0,892

(w3H2O=0,108)

F4

w4aire

(w4H2O)

F5

w5aire

w5H2O

F6=100 lb/hw6

pol

(w6H2O)

F7

w7pol

(w7H2O)

¿0,9734

=54,375=0,800

=0,475

=545,625

MEZCLADOR

Total/global

𝐹 1+𝐹 5=𝐹 2

𝐹 1+𝐹 5=500

Aire

w1aire𝐹1+w5aire𝐹5=w2aire𝐹2

0 ,988*𝐹 1+0 ,892𝐹 5=486,76 7

De 6

=423,96


+w5

500*0,0266=0,012*423,96+76,04*0,108


0 ,988*(500−𝐹 ¿¿5)+0 ,892𝐹 5=4 86,7¿F5 =76,04

=423,96

=0,892=76,04


F2=500 lb/hW2

aire

(w2H2O)

F1

w1aire=0,988

(w1H2O=0,012)

F3

w3aire=0,892

(w3H2O=0,108)

F4

w4aire

(w4H2O)

F5

w5aire

w5H2O

F6=100 lb/hw6

pol

(w6H2O)

F7

w7pol

(w7H2O)

¿0,9734

=54,375=0,800

=0,475

=545,625=423,96

=0,892=76,04


NVI

NBMI

NFC

NCC

NRC

DIVISOR

G DE L

6

2

12(1)

-

-

0

8

3

21

2

-0

6

2

21

-

1

1

8

3

23

2

--2

14

7

22

2

10

=0,892=468,96

88794481 balance de materia con recirculacion

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