Balance

PROGRAMA UNIVERSIDAD VIRTUAL

SOLUCIONARIO CAPÍTULO III LIBRO: BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA GIRONTZAS V. REKLAITIS

POR: ING. QUÍMICO. BEN - HUR VALENCIA VALENCIA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MANIZALES JULIO DE 2005

PRESENTACION
Luego de la aparición del texto de Balances de Materia y Energía del Doctor Girontzas V. Reklaitis, en 1986, no ha habido ningún texto nuevo en elárea, ni suyo ni de ningún otro autor, que trate de manera tan magistral el análisis de los Balances. El tratamiento matemático propuesto es completamente general y permite que el resolver problemas de Balance de Materia y Energía pase de arte a Ciencia, ocupando por ello – al lado de otros autores - un lugar preferencial en el desarrollo del área, vital para el estudio de la Ingeniería Química.Esta Segunda Edición del SOLUCIONARIO del Capítulo III corrige algunos errores de la Edición anterior y, lo que es más importante, muestra el uso de programas para calculadoras resolver de una manera rápida los problemas de Balances de Materia. A la forma tradicional de resolver los problemas de la anterior Edición se adiciona la solución utilizando el programa Solvesys de la calculadora HewlettPackard 48-GX, mostrando lo valioso de esta herramienta en la solución de problemas. Este Solucionario lo complementa el trabajo sobre SOLUCION DE PROBLEMAS DE BALANCES DE MATERIA Utilizando la Hewlett Packard 48GX, 49, en el que se muestra la forma de utilizar el Programa y las recomendaciones para su aplicación en el planteamiento del Sistema de Ecuaciones de Balance, que puede consultarse en lapágina _______________. Como se verá en la introducción, se hace mayor énfasis en la Estrategia de Solución, en la Confirmación de los Grados de Libertad como una herramienta útil en el planteamiento de la Estrategia de Solución y la utilización de la Tabla de Balance en los problemas complejos que permiten

El presente Solucionario, fruto de mi experiencia de 28 años en la cátedra de Balances deMateria y Energía, muestra una metodología de solución a partir de las ideas del profesor Reklaitis y lo presenta a sus estudiantes como un material de apoyo que les permita desarrollar y
fijar los conceptos básicos en el estudio de los Balances de Materia y Energía.

BEN-HUR VALENCIA V. Manizales, Julio del 2005.

INTRODUCCION En la solución de los problemas se muestra la Reconfirmación de laTabla de Grados de Libertad como una forma de poder analizar de manera cualitativa cuáles son las incógnitas y cuáles las ecuaciones para cada una de las unidades, y aún para el proceso completo. Además, la Reconfirmación se utiliza para mostrar de una manera cualitativa, también, el desarrollo de la Estrategia de solución. Lo anterior se explicará, con el problema 2.26: Su Tabla de Grados deLibertad es:

Abs. NVI NBMI NFC NCC NRC R1 R2 R3 R4 G de L 12 4 0 3 (+1) – – – – 4

Destilado Diviso Agotado Globa Mez. Proceso r r r l 9 9 7 3 26 12 3 3 3 1 14 4 0 0 0 0 0 0 2 – – – – 4 1 1 – – 2 2 2 – – – – 2 0 – – – – 2 6 1 1 1 2 1 5 – 1 1 – 1

De manera cuantitativa puede apreciarse los Grados de Libertad de cada una de las Unidades: así por ejemplo, el Destilador: 4 y el Agotador: 2. Perocomo se muestra en la Reconfirmación de la Tabla de Grados de Libertad que aparece a continuación:: Absorbedor: Incógnitas = 8 (N , N , N , xH2S, N , N , xCO2, xH2S) 4 (balances) 4
1 2 3 3 4 5 5 5

Ecuaciones = G de L =

Destilador:

Incógnitas

=

7 (N , xCO2, xH2S, N , xCO2, N , xH2S) 3 (balances) 4
3 3 3 7 7 7 8 8

5

5

5

6

6

7

7

Ecuaciones = G de L =Divisor:

Incógnitas

=

8 (N , xCO2, xH2S, N , xCO2, xH2S, N , xH2S) 3 (balances) + 3 (R1, R4) 2
8 8 9 10 10 CO2)

Ecuaciones = G de L =

Agotador:

Incógnitas Ecuaciones = G de L =

=

5 (N , xH2S, N , N , x

3 (balances) 2
4 9 11

Mezclador:

Incógnitas

=

3 (N , N , N ) 1 (balances) 2
1 2 6 6 10 10 CO2, 11

Ecuaciones = G de L =

Global:

Incógnitas

=

7...