laboratorio de humidificacion
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7/24/2019 Laboratorio de Humidificacion
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UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA QUIMICA
CEREALES Y LEGUMBRES
CURSO: OPERACIONES UNITARIAS I
AO: 4TO
PROFESOR: MGR. PEDRO CORNEJO DEL CARPIO
ESTUDIANTES:
ROGER MAMANI ALAVE CODIGO: 2012-36050
CARLOS SALVADOR APAZA QUICO CODIGO: 2010-35571
YURI CHARA LIMACHE CODIGO: 2012-36050
TACNA-PERU
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2015
INFORME DE LABORATORIO N01
HUMIDIFICACIN
2LT
Flujo liquido
2
2
G
W
T
T
Esquema:
1
1
G
W
gas
T
T
P
Flujo gas
1LT
Realizamos la prctica de humidifcacin en una torre empacada obteniendo
los siguientes datos:
Sustancias ParmetrosExperimento 1 Experimento 2 Experimento 3Entrada Salida
Entrada Salida
Entrada Salida
i!uido"#gua$
%lu&o"'t3(min$
1))(*)1))(*) 1+)(*)
1+)(*)
1,) (*)
1,) (*)
- "./$ 310) 21 3+ 22 3** 22+4as"#ireh5medo$
%lu&o"'t3(min$
1 12 2 3 3
-4"./$ 23 2, 22 3)+ 21+ 32
2
1
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-6 "./$ 1* 2+0+ 1+ 27 1+ 3)+
Por otro lado se emple una torre empacada con anillos Rashing con las
siguientes caracter8sticas:
Parmetr Me!"!a#ltura de la columna de empa!ue
"cm$
71
9imetro de la columna de
empa!ue"cm$
*0,
/on estos datos se desea halla el alor deky a
#OLUCIN
Para calcular diersas propiedades para los componentes de este sistema
como son la capacidad calor8fca ; el calor latente de aporizacin se usaron
correlaciones como:
Ca$a%"!a! %a&r'(%a:
Se emple correlaciones extra8das de la tabla /1 de
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w=C1 ( 1Tr )C2+C3 Tr+C4 Tr
2
9onde:
w[ ] J
KmolTr=T(K)
Tc
-enemos para el agua:
C1
C2
C3
C4
Tc
#gua 5,2053 107 0,3199 0,212 0,225795 647,13
Pres"*) !e .a$r
Atilizamos la ecuacin de #ntoine !ue tiene la 'orma:
p=eA B
C+T
9onde:
p [ ] mmHgT[ ]K
Para el agua tenemos:
A B C#gua 103)3* 31*0 B*013
Para este sistema:
A=Agua MA=18,02Kmol/Kg
B=Aire MB=28,97Kmol /Kg
#hora con las ecuaciones ",21$ ; ",2*$ obtenemos los alores de la humedad
tanto para la entrada como para la salida de gases:
E)tra!a
/alculamos la presin de apor a la temperatura de bulbo h5medo "-C1D1*./$
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p=e18,3036 3816,44
46,13+(16+273,15 )=13,4554mmHg
Entonces:
Yw' = pA
pTpAMA
MB= 13,4554
76013,455418,02
28,97=0.01121
-ambin calculamos el alor dew a esta temperatura
Tr=16+273,15
647,13=0,4468
w=5,2053107
(10,4468 )0,31990,212 0,4468+0,225795 (0,4468)2 J
Kmol
Kmol
18,02Kg
as=2461522,894 J/Kg
-ambin de tenemos !ue para el sistema aire F apor de agua seg5n las
mediciones de 9ropGin:
!
ky=950 J/Kg
#hora despe&ando Y'
de la ecuacin ",2*$
Y'=Yw
' (T!Tw ) !
kyas
Y'=0.01121(2316 )
950
2461522,894
Y'=0,008508Kg "e #apor "eaguaKg "e aire seco
-omando )./ como temperatura de re'erencia@ hallamos el calor latente de
aporizacin a esta temperatura:
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Tr=0+273,15
647,13=0,44209
w=5,2053107
(10,44209 )0,31990,212 0,44209+0,225795(0,44209)2 J
Kmol
Kmol
18,02Kg
0=2482416,022 J/Kg agua
o ideal para hallar el alor deCs seria utilizando alores de capacidad
calor8fca promedio integrando desde la temperatura de re'erencia hasta la
temperatura del gas@ como nuestra correlacin es lineal no tendremos error en
tomar el alor de la capacidad calor8fca con una temperatura promedio@
entonces:
0 23 0 11,52 2
Gprm
T TT C
+ += = =
CA=8,314 J
mol K [3,470+1,450 103(11,5+273,15)] mol
18,02 103
Kg
CA=1791,41 J
Kg K
CB=8,314 J
mol K [3,355+0,575 103(11,5+273,15)] mol
28,97 103
Kg
CB=1009,81 J
Kg K
Entonces utilizando la ecuacin ",13$ hallamos la entalpia a esta temperatura:
H'=Cs (T!T0 )+Y
'0
( ) ( )0 0'B A GH C C Y T T Y= + +
H'=(1009,81+1791,410,008508)(230)+0,0085082482416,022
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H'=44696,576J/Kg aire
#a&"!a
Se procede de la misma manera !ue el Hu&o en la entrada:
/alculamos la presin de apor a la temperatura de bulbo h5medo "-62D2+0+./$
p=e18,3036 3816,44
46,13+(25,5+273,15 )=24,293mmHg
Entonces:
Yw' =
24,293
76024,293
18,02
28,97=0,02054
-ambin calculamos el alor dew a esta temperatura
Tr=25,5+273,15
647,13=0,4615
w=5,2053 107
(10,4615 )0,31990,212 0,4615+0,225795 (0,4615)2
JKmol
Kmol18,02Kg
as=2443825,382 J/Kg
Entonces:
Y'=Yw
' (T!Tw ) !
kyas
Y'=0,02054(2725,5 )
950
2443825,382
Y'=0,019957
Kg"e #apor "eagua
Kg "e aire seco
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CA=8,314 J
mol K [3,470+1,450 103(27+273,15)] mol
18,02 103
Kg
CA=1801,77 J
Kg K
CB=8,314 J
mol K [3,355+0,575103(27+273,15) ] mol
28,97103
Kg
CB=1012,37 J
Kg K
CA=1801,77+1791,41
2=1796,59
J
Kg K
CB=1012,37+1009,81
2=1011,09
J
Kg K
Entonces utilizando la ecuacin ",13$ hallamos la entalpia a esta temperatura:
( ) ( )0 0'B A GH C C Y T T Y= + +
H'=(1011,09+1796,590,019957)(270)+0,0199572482416,022
H'=77809,079J/Kg aire
#hora hacemos una tabla con los alores de las humedades a saturacin:
empleando las ecuaciones antes utilizadas:
0 0 0' ( ) '[ ( ) ]s B G s A GH C T T Y C T T = + +
' ( 0) '[ ( 0 2482416, 022) ]s B G s A GH C T Y C T= + +
T(C) T(K) P(mmH
g)
Y 's CA CB H '$
10 2301+ 70) )0)),+ 1,7)0) 1))70+* 2*)0,2
12 2+01+ 1)03+ )0))* 1,710), 1))70,3 33+)01
14 2,01+ 1101 )0))7 1,710, 1))707 3+,,02
16 2701+ 130* )0)112 1,7201 1)1)0)* 1)20*
18 27101+ 1+03) )0)12 1,730) 1)1)022 +)),107
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20 27301+ 1,03+ )0)1+ 1,730,+ 1)1)037 +*+301)
22 27+01+ 170* )0)1*+ 1,702 1)1)0++ *3+0
24 27,01+ 2202) )0)1, 1,7+0) 1)1)0,2 ,11*3071
26 27701+ 2+0)3 )0)212 1,7+0,+ 1)1)0 ,7+7071
28 3)101+ 201, )0)237 1,7*02 1)110)+ +),0
30 3)301+ 310*+ )0)2,) 1,7,0)7 1)11021 73707232 3)+01+ 3+0+) )0)3)+ 1,7,0,* 1)1103 1)72))03
,
34 3),01+ 370, )0)33 1,703 1)110+ 121)20,
,
36 3)701+ 01 )0)3* 1,7701) 1)110,1 13)330,
1
38 31101+ 70++ )0)3 1,770,, 1)110, 13)03
+
40 31301+ ++02) )0), 1))0 1)120) 1*))20,
1
42 31+01+ *103 )0)+, 1)1011 1)1202) 1127*0+
44 31,01+ *01* )0)*13 1)10,, 1)1203, 2))3,*0,
2
46 31701+ ,+0+* )0)*, 1)20 1)120+3 221*10+
1
48 32101+ 30*+ )0),*7 1)3011 1)120,) 2)10,
)
50 32301+ 720, )0)*2 1)30, 1)120* 2,)*,0)
52 32+01+ 1)20)* )0)7*+ 1)0+ 1)130)3 277+03
3
4rafcando la temperatura "./$ contra la entalpia ; tambin los las entalpias de
entrada ; salida obtenidas anteriormente tenemos:
-
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1) 1+ 2) 2+ 3) 3+ ) + +)
)
+)
1))
1+)
2))
2+)
3))
IJs IJ BBBB
/on los alores de la entalpia a la entrada ; la salida ; las temperaturas del
l8!uido hallamos la ecuacin de la recta de la grfca:
m=H '
2H '
1
T% 2T%1=77809,07944696,576
31,0821=3284,97
44696,576=3284,97 21+&
&=24287,794
H'=3284,97T24287,794
#hora hallamos los alores de Hs'
; H'
a temperaturas entre 21 ; 310)
./0 ; hallamos el alor de la integral de la ecuacin ",+$
-
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T(!=H
1
'
H2'
"H
Hs'H'
=ky a
!s'")=
*
H+(!
os datos obtenidos se muestran en la siguiente -abla:
T(, Hs'(KJ/K H'(KJ/K
-= 1
Hs'
105
H' -prom 10 H
'-p
22,7 **10, 3712+0)2 30**), 111+0
3)
30*+7) )0))
23 *,+30)+ )2)0+ 30*+, 3,17033
30*, )013+*
24 ,17302+ 37*)027 30*32) 3,170
33
30*)+ )0132
25 ,++,30*7 ,*,70,2 30++) 3,170
33
30++)7 )01321
26 ,7330+* +137701+ 30+1*7 3,170
33
30,27 )01272
27 220+3 ++110+7 3027 3,170
33
303,*) )012+*
28 73)01 +30)2 303231 3,170
33
302*2+ )01213
29 73,701, *2++,0+ 302)17 3,17033
3013+1 )011**
30 7*70)) **2,*07 30)*2 3,170
33
2077*, )0111+
31 1)1203
)
*777*032 2072+2 3,170
33
20+)+ )01)*)
32 1)7,10,
7
,3,1+0,+ 20,,+ 3,170
33
20*773 )01))
33 11++*)07
2
,,3+017 20*227 3,170
33
20+*) )0)7,
34 121*+307
2
11+0*2 20*72 3,170
33
20373) )0)7)
35 12)3+0 ,0)+ 2031*7 3,17033 20223 )0)3
36 13,220,
7
+7307 201*, 3,170
33
20)7+, )0),,7
37 11,310*
72312072 20)23+ 3,170
33
107+3 )0),2,
38 17))0
,
7*)3203+ 10+1 3,170
33
10172 )0)*,,
39 1+*,0 77,+10,7 10,+33 3,170 10*7)7 )0)*27
-
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* 33
40 1*,*0)
2
1)3,1022 10*2+ 3,170
33
10+*7 )0)+
41 1,33*07
2
1),17)0*+ 10+112 3,170
33
10+*2 )0)+2
42 122,03
*
11)71)0)7 10)12 3,170
33
1037 )0)+)2
43 171*101
3
11*270+2 1027+ 3,170
33
102+), )0)*+
44 2)1,70,
2
11307+ 102)27 2*)03*
)
10177, )0))31
44,0
7
2)21*07
*
11*)7031 1017*+ 4rea 5a6 &a%ur.a
780190
/on esto tenemos:
"H
H'H'=
ky a*
! s' =2,014
T(!=H1
'
H2'
/alculo de !s'
/omo tenemos Y'=0,008508 calculamos:
Mprom= Y
'
1+Y'MA+
1
1+Y'MB=
0,008508
1 . 008508 18,02+
1
1 . 00850828,97
Mprom=28,88 g/mol
-enemos en la entrada
1 /+
3
min1min60 s (
0,3048m)
3
/+3 =1,5483103 m3/s=1,5483 l /s
Para el aire a 23./ tenemos:
P0=n RT
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m=PM0RT
= 1a+m28,89g/mol1,841 l /s0,08206a+ml /molK (23+273,15 )K
=0,0021885Kg /s
/alculamos el rea de la columna de empa!ue con 1=67,4 103
m
A=2 1
2
4 =
2(67,4 103 )2
4 =3,5679 103 m2
El Hux ser:
.
' m
GA
=
!'= 0,0021885Kg
3,5679 10
3
m
2
s
=0,6134Kg /m2 s
!'=0,6134Kg/m2 s
28,97 g/mol
1000 g
1Kg=21,174 mol/m2 s
!'s=21,174 mol /m2 s
1,00711221,024 mol/m2 s
!s'=
21,024mol
m2
s
28,97 g
mol
1Kg
1000 g
=0,60906Kg /m2 s
Entonces podemos calcular el alor deky a para este sistema:
"H
H'H'
ky a*
! s' =
H1
'
H2'
"H
H'H'
=0,6090Kg /m2 s 2,014
0,91m =1,3478Kg/m3 s
ky a=! s
'
*
H1'
H2
'