Balance de energía
Páginas: 6 (1370 palabras)
Publicado: 8 de mayo de 2011
Laboratorio de Bases de la Ingeniería Química. Práctica I Balance de Materia.
Elaborado por: Ilham Belhadri. Bárbara Cervera. Tamara B. Pereira A. Grupo: L6-5 Docente a cargo: Estela Lladosa López.
Universidad de Valencia. Escuela Técnica Superior de Ingeniería.
Grado en Ingeniería Química.
2010-2011
LAB. de BEQ
Práctica I ETSE -IQ
Contenido.
Pág.
Introducción. Objetivos.Dispositivo experimental. Procedimiento experimental. Presentación de resultados. Discusión de resultados. 3 6 7 8 11 14
2 Ilham – Cervera - Pereira
LAB. de BEQ
Práctica I ETSE -IQ
Introducción
Los balances de materia permiten conocer los caudales y las composiciones de todas las corrientes de un sistema. En un proceso en el que tienen lugar cambios el balance de materia informa sobreel estado inicial y final del sistema. Los balances se plantean alrededor de un entorno, una determinada región del espacio perfectamente delimitada. El balance de materia tiene la forma: SALIDA - ENTRADA + ACUMULACIÓN = GENERACIÓN (1) Según el caso ante el que nos encontremos este balance puede ser modificado, desapareciendo algunos de sus miembros. En un sistema en régimen no estacionario lasvariables físicas, químicas, mecánicas y termodinámicas del sistema no permanecen constantes con el tiempo. La ley de conservación puede aplicarse a la masa total del sistema o a la de cualquier componente individual que pertenezca a éste. Partiendo de la ley de conservación: SALIDA - ENTRADA + ACUMULACIÓN = GENERACIÓN SALIDA - ENTRADA: cantidad de propiedad que cruza los límites del sistema en unou otro sentido por unidad de tiempo. ACUMULACIÓN: cantidad de propiedad existente en el sistema e un momento dado menos la que había en un instante inmediatamente anterior dividido entre el intervalo de tiempo. Puede ser positiva o negativa, según la cantidad de propiedad contenida en el sistema aumente o disminuya.
3 Ilham – Cervera - Pereira
LAB. de BEQ
Práctica I ETSE -IQ
GENERACIÓN:cantidad de propiedad que aparece o desaparece dentro del sistema por unidad de tiempo, sin estar presente inicialmente en el sistema y no habiendo atravesado sus límites. Puede ser positiva o negativa según aparezca o desaparezca propiedad. Concretamente en nuestra experiencia la generación es nula. Balance total de materia expresado en masa. Es una magnitud conservada, ya que el término degeneración es nulo. El balance de materia se expresa como:
ΔF + ƩF₂ - ƩF₁ +
=0 =0 (2)
en la que no aparece el término "generación" porque estamos aplicando el balance a un sistema en el que no se produce ninguna reacción química. En esta ecuación, F1 y F2 son los caudales molares totales de las corrientes de entrada (1) y salida (2) al sistema (mol/s) N es el número total de moles del sistemaen un instante determinado (mol) t es la variable tiempo (s).
La ecuación (1) también puede aplicarse a cualquier componente individual (j) del sistema. Si no se produce ninguna reacción química, la ecuación simplificada que resulta en este caso es:
ΔFj + ƩFj₂ - ƩFj₁ +
donde:
=0 =0 (3)
4 Ilham – Cervera - Pereira
LAB. de BEQ
Práctica I ETSE -IQ
Fj₁ y Fj₂ son los caudalesmolares de componente j de entrada y salida al sistema, respectivamente (mol j/s)
Nj es el número de moles del componente j en el sistema en un instante determinado (mol j) El caudal molar de cualquier componente y los moles totales del mismo se pueden expresar como:
Fj = QL . cj (4) Nj = V . cj (5)
donde: QL es el caudal volumétrico total de cualquier corriente de entrada o salida alsistema (m³/s) V es el volumen total del sistema (m³) cj es la concentración molar del componente j (mol j/m³). Si el volumen del sistema permanece constante, la expresión (3), teniendo en cuenta la (4) y la (5), se transforma en:
Δ (QL . cj) + V
=0
ƩQL₂
- ƩQL₁
+V
= 0 (6)
Si el sistema está perfectamente agitado, la concentración de la corriente de salida coincide en todo momento...
Elaborado por: Ilham Belhadri. Bárbara Cervera. Tamara B. Pereira A. Grupo: L6-5 Docente a cargo: Estela Lladosa López.
Universidad de Valencia. Escuela Técnica Superior de Ingeniería.
Grado en Ingeniería Química.
2010-2011
LAB. de BEQ
Práctica I ETSE -IQ
Contenido.
Pág.
Introducción. Objetivos.Dispositivo experimental. Procedimiento experimental. Presentación de resultados. Discusión de resultados. 3 6 7 8 11 14
2 Ilham – Cervera - Pereira
LAB. de BEQ
Práctica I ETSE -IQ
Introducción
Los balances de materia permiten conocer los caudales y las composiciones de todas las corrientes de un sistema. En un proceso en el que tienen lugar cambios el balance de materia informa sobreel estado inicial y final del sistema. Los balances se plantean alrededor de un entorno, una determinada región del espacio perfectamente delimitada. El balance de materia tiene la forma: SALIDA - ENTRADA + ACUMULACIÓN = GENERACIÓN (1) Según el caso ante el que nos encontremos este balance puede ser modificado, desapareciendo algunos de sus miembros. En un sistema en régimen no estacionario lasvariables físicas, químicas, mecánicas y termodinámicas del sistema no permanecen constantes con el tiempo. La ley de conservación puede aplicarse a la masa total del sistema o a la de cualquier componente individual que pertenezca a éste. Partiendo de la ley de conservación: SALIDA - ENTRADA + ACUMULACIÓN = GENERACIÓN SALIDA - ENTRADA: cantidad de propiedad que cruza los límites del sistema en unou otro sentido por unidad de tiempo. ACUMULACIÓN: cantidad de propiedad existente en el sistema e un momento dado menos la que había en un instante inmediatamente anterior dividido entre el intervalo de tiempo. Puede ser positiva o negativa, según la cantidad de propiedad contenida en el sistema aumente o disminuya.
3 Ilham – Cervera - Pereira
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GENERACIÓN:cantidad de propiedad que aparece o desaparece dentro del sistema por unidad de tiempo, sin estar presente inicialmente en el sistema y no habiendo atravesado sus límites. Puede ser positiva o negativa según aparezca o desaparezca propiedad. Concretamente en nuestra experiencia la generación es nula. Balance total de materia expresado en masa. Es una magnitud conservada, ya que el término degeneración es nulo. El balance de materia se expresa como:
ΔF + ƩF₂ - ƩF₁ +
=0 =0 (2)
en la que no aparece el término "generación" porque estamos aplicando el balance a un sistema en el que no se produce ninguna reacción química. En esta ecuación, F1 y F2 son los caudales molares totales de las corrientes de entrada (1) y salida (2) al sistema (mol/s) N es el número total de moles del sistemaen un instante determinado (mol) t es la variable tiempo (s).
La ecuación (1) también puede aplicarse a cualquier componente individual (j) del sistema. Si no se produce ninguna reacción química, la ecuación simplificada que resulta en este caso es:
ΔFj + ƩFj₂ - ƩFj₁ +
donde:
=0 =0 (3)
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Fj₁ y Fj₂ son los caudalesmolares de componente j de entrada y salida al sistema, respectivamente (mol j/s)
Nj es el número de moles del componente j en el sistema en un instante determinado (mol j) El caudal molar de cualquier componente y los moles totales del mismo se pueden expresar como:
Fj = QL . cj (4) Nj = V . cj (5)
donde: QL es el caudal volumétrico total de cualquier corriente de entrada o salida alsistema (m³/s) V es el volumen total del sistema (m³) cj es la concentración molar del componente j (mol j/m³). Si el volumen del sistema permanece constante, la expresión (3), teniendo en cuenta la (4) y la (5), se transforma en:
Δ (QL . cj) + V
=0
ƩQL₂
- ƩQL₁
+V
= 0 (6)
Si el sistema está perfectamente agitado, la concentración de la corriente de salida coincide en todo momento...
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