SEGUNDO EXAMEN DE BALANCES DE MATERIA Profra. Dra

SEGUNDO EXAMEN DE BALANCES DE MATERIA
Profra. Dra. Gloria Trejo Aguilar
3 de noviembre del 2014
Alumno (a)____________________________________CALIFICACIÓN_______
1. Escribe la ecuación general de balance de masa
(0.5 punto)
2. Bajo qué condiciones la entrada es igual a la salida
(0.5 punto)
3. ¿Qué es el factor de escala?
(0.5 punto)
4. Considera una corriente que contiene 3 especies. Representa la composición
molar de esta corriente en función de sólo dos variables.
(0.5 punto)
5. Oxígeno puro se mezcla con aire para obtener "aire enriquecido" que contiene
50% de oxígeno.
a) Cuál es la composición molar teórica del aire?
(0.5 punto)
b) ¿Qué relación molar de oxígeno a aire debe utilizarse?
(1.5 punto)
Sugerencia: Usa una base de 100 lb-mol de aire enriquecido.
6. Una disolución acuosa que contiene 10% de ácido acético se agrega a una
disolución acuosa que contiene 30% de ácido acético y fluye a razón de 20 kg/min.
El producto P de la combinación sale a razón de 100 kg/min
a) Determine cuántos balances independientes es posible escribir
(0.5 Punto)
b) Determine cuántas variables incógnitas pueden resolverse
(0.5 Punto)
c) Determine la composición de P
(1.0 Punto)
d) Calcule cuánto ácido acético al 10 % se deben adicionar para producir una
salida de 15000 lbm/min de P.
(1.0 Punto)
7. Se emplea el proceso de evaporación y cristalización para obtener sulfato de
potasio sólido de una solución acuosa de esta sal. La alimentación fresca al
proceso contiene 19.6% por peso de K2SO4. La torta de filtración húmeda consta
de cristales sólidos de K2SO4 y una solución de K2SO4 de 40% por peso, con una
proporción de 10Kg de cristales /kg de solución. El filtrado, que también es una
solución al 40%, se recircula para unirlo con la alimentación fresca. Un 45% del
agua que se alimenta al evaporador se evapora. El evaporador tiene una
capacidad máxima de 175kg de agua evaporada/s. Suponga que el proceso opera
a su máxima capacidad.
a) Calcula la velocidad máxima de producción de K2SO4 sólido (10m2)
(1.5 Punto)
b) Calcula la velocidad a la cual debe proporcionarse la alimentación fresca (m1) para
alcanzar esa velocidad de producción.
(1.5 Punto)
NOTA: la salida del cristalizador contiene una fase líquida que contiene K2SO4
(m2) y una fase sólida con cristales K2SO4 que es igual a diez veces m2 (10m2)