Balance De Materia

PROPIEDADES EXTENSIVAS
DE UN SISTEMA
Ecuación General de
Conservación Macroscópica

Propiedades extensivas
Transporte
“Fenómeno físico que se manifiesta cuando un
sistema evoluciona hacia la situación de equilibrio”





MATERIA
ENERGÍA
CANTIDAD DE
MOVIMIENTO

Estas propiedades dependen del
tamaño del sistema considerado
y se conservan a nivel molecular
cuando el sistema evoluciona de unnivel a otro.

Cálculo y Diseño de
Operaciones Básicas
Leyes de
conservación

Leyes cinéticas

Restricciones

Modelo matemático

Análisis o diseño

Ecuación General de Conservación
Macroscópica

BALANCES







Un BALANCE es la expresión matemática
de la ley de conservación de una
propiedad, en este caso, la materia.
La LEY DE CONSERVACIÓN DE MATERIA
establece que ésta no se crea ni se
destruye.El BALANCE DE MATERIA constituye el
inventario de una sustancia o corriente
determinada en un proceso.

BALANCES



TIPOS de Balances:
◦ Macroscópicos: informan de la cantidad de materia
existente en todo el recinto de control.
◦ Microscópicos: informan de la distribución de la materia
en función de las coordenadas de posición.



PUEDEN REALIZARSE A:
◦ Todos los componentes del sistema:balance global.
◦ Una sola especie: balance individual.



PUEDEN RESOLVERSE EN:
◦ Unidades másicas o molares.

Variación de las propiedades
extensivas del sistema:

A

B
C

•
•

Flujo a través del sistema
Generación en su interior
Sección A y B: intercambio de m y E
Sección C: intercambio de E

Conservación de materia
m1

m2

m1 ≠ m2

 El sistema tiene fugas que permite a la materia salir
y entrarsin ser detectada.
 La materia se consume o se genera dentro del
sistema mediante reacciones químicas.
 La materia se acumula dentro del sistema.

Ecuación general de Balance de
propiedades extensivas
Pr opiedad
extensiva
que entra
en el sistema

-

Pr opiedad
extensiva
que sale

+

del sistema

Pr opiedad

Pr opiedad

extensiva

extensiva

que entra
en el sistema

-

que sale
del sistema

Propiedad
extensiva

-

generada
en el sistema

+-

Pr opiedad
extensiva
consumida
por el sistema

=

Pr opiedad
extensiva
acumulada
en el sistema

Pr opiedad

Pr opiedad

extensiva

extensiva

generada
en el sistema

=

acumulada
en el sistema

Ecuación general del Balance de
materia
materia
que entra
en el sistema

-

materia
que sale
del sistema

materia
que entra
en el sistema

-

+

materiagenerada
en el sistema

materia
que sale
del sistema

+-

-

materia
consumida
por el sistema

materia
generada
en el sistema

=

=

materia
acumulada
en el sistema

materia
acumulada
en el sistema

Simplificaciones de la ecuación general
de conservación de materia


un sistema continuo opera en estado
estacionario, las propiedades del sistema
no se modifican con el tiempo
Pr opiedad
extensiva
queentra
en el sistema

+-

Pr opiedad

Pr opiedad

extensiva

extensiva

generada
en el sistema

=

que sale
del sistema

Simplificaciones de la ecuación general
de conservación de materia


Si no existe reacción química en el sistema
no habrá generación ni consumo de ningún
componente y si se opera en régimen
estacionario:

Pr opiedad
extensiva
que entra
en el sistema

=

Pr opiedad
extensiva
quesale
del sistema

¿DÓNDE
REALIZAR
BALANCES?

•

proceso completo

•

una o varias O.B.

•

nodos.

Procedimiento para realizar
BALANCES
(estrategia general)

Balances.
Estrategia general

Sistemas de una sola
operación unitaria

1.

Dibujar un diagrama de flujo del proceso , incluyendo todas las corrientes, los
datos disponibles y las incógnitas.

2.

Identificar si existe reacción química yqué componentes intervienen en la
misma.

3.

Indicar todos los datos en las unidades elegidas para la resolución del problema.

4.

Seleccionar una base de cálculo adecuada.

5.

Previo al cálculo, estudiar las posibilidades de encontrar solución al problema
planteado, mediante un análisis del número de incógnitas y ecuaciones
disponibles.

6.

Ordenar los balances planteados de menor a mayor...