Balance De Materia Y Energía

UNIVERSIDAD MICHOACANA DE SAN NICOLÁS DE HIDALGO

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

TAREA
PROBLEMAS DEL FELDER 4.68 Y 4.69

BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA

Alumna:

Basaldúa García MoreliaAlejandra

Profesor: I.Q. Castillo José Cruz
Matrícula: 0618478F Módulo: 03 Sección: 01

Morelia, Mich. Viernes 20 de enero de 2012

4.68. Se quema butano con aire. No hay monóxido de carbono enlos productos. (a) Haga un análisis de grados de libertad para comprobar que si se especifican los porcentajes de aire en exceso y de conversión del butano es posible determinar la composición molardel gas producido. (b) Calcule la composición molar del gas producido en cada uno de los tres casos siguientes: (i) se suministra el aire teórico, y hay 100% de conversión de butano; (ii) 20% de aireen exceso y 100% de conversión de butano; y (iii) 20% de aire en exceso y 90% de conversión de butano.

ƞ C4H10 ƞ aire

ƞ CO2 ƞ H2O ƞ N2 ƞ O2 ƞ C4H10

C4H10 + 13/2 O2 → 4 CO2 + 5 H2O

a) Gradosde libertad

6 variables conocidas (n, n1, n2, n3, n4, n5) -3 se hacen tres balances atómicos (C, H, O) -1 balance N2 -1 % porciento de aire -1 % de conversión 0 Grados de Libertad

b) (i) Basede cálculo: 100 mol C4H10 en la alimentación ƞ O2 consumido = 100 mol C4H10 (6.5 mol O2/ mol C4H10) = 650 mol ƞ aire = 650 mol (mol aire/ 0.21 mol O2) = 3095.2381 mol ƞ N2 = (0.79) 3095.2381 mol =2445.2381 mol

ƞ CO2 = 1OO mol C4H10 (4 mol CO2/ mol C4H10) = 400 mol ƞ H2O = 1OO mol C4H10 (5 mol H2O / mol C4H10) = 500 mol

(ii) ƞ aire alimentado = 1.2 (3095.2381 mol aire) = 3714.2857 mol Ƞ O2alimentados = 3714.2857 mol (0.21) = 799.9999 mol ƞ O2 consumido = 100 mol C4H10 (6.5 mol O2/ mol C4H10) = 650 mol Ƞ O2 salida = 799.9999 mol alimentado – 650 mol consumido = 150 mol ƞ N2 = (0.79molN2/mol aire) (3095.2381 mol aire)(1.2)= 2934.2857 mol ƞ CO2 = 100 mol C4H10 (4 mol CO2/ mol C4H10) = 400 mol ƞ H2O = 100 mol C4H10 (5 mol H2O / mol C4H10) = 500 mol

(iii) ƞ aire = 1.2 (3095.2381...