lechos porosos

EJER ING ENIE CICI RIA OS DE LEC ALI MEN HOS POR TOS OSO II S 20 11 Se considera un lecho poroso, al que está PROBLEMA N°1 formado por partículas contiguas que dejan recipiente entre ellas huecos o espacios libres y aUn cilíndrico de 3 m de través de ellos circula el fluido. altura relleno de partículas de forma cubica de 0.60 cm de arista se emplea como generador de calor.
Calcúlese la perdidade presión a través del lecho cuando circula aire con velocidad másica de 5000 kgm2.h que entra por el fondo a 5 atm y 30℃ y sale por la cúspide a 200℃. Las determinaciones experimentales de la porosidad del lecho han conducido al valor de 0,45.
SOLUCIÓN: G=5000kgm2-h a 5 atm y a 30℃  una viscosidad μ=8.652×105kgm-s ϵ=0,45 y hallar -∆P hallando S0: S0=APVP=6×0,6cm20,6cm3=10 cm-1 hallando D:D=6S0=610 cm-1=0,6 cm=0.006 m hallando reynols Rep: Rep=1(1-ϵ)×G×Dμ Rep=11-0,45×5000kgm2-h×0.006m8.652×105kgm-l=6,30422×105 es un flujo turbulento y se aplica la ecuacion (1): ING. ACOSTA LOPEZ ∆PL=150×(1-ϵ)2×μ×Gϵ3×ρ×D2+1,75×(1-ϵ)×G2ϵ3×ρ×D hallando ρ: EDGAR RAFAEL ρ=PMRT=5 atm×29kgkmol0,082atm×m3kmol-k×303k=5,8359kgm3 Reemplazando en la ecuacion 1: CARBAJAL MONTERO GRAYMA INDIGOYEN MACHADO ANDYSANCHES CASTRO ANGELA ∆P3 m=150×1-0,452×8.652×105kgm-s×5000kgm2-h×1 h0,453×5,8359kgm3×0.006 m2×3600 s+ 1,75×(1-0,45)×(5000kgm2-h)2×1h20,453×5,8359kgm3×0.006 m×(3600 s)2 ∆P=265,0466kgm2×760 mmhg1 atm×1 atm10330kgm2 ∆P=19,5 mmhg

















PROBLEMA N°2 Por una torre de absorción de relleno de 1.20 m de diámetro y 6 m de altura se hace circular un fluido de propiedades análogas a las del aire con uncaudal de 60 m3min , que entra en la torre a 1,2 atm y 20℃ .
Calcúlese la pérdida de presión a través del lecho si las características del relleno son: fraccion hueca=0,65 y superficie especifica=2,5cm2cm3.
SOLUCIÓN: P1=1.2atm T=20°C Ø= 1.2m S0=2.5 cm-1 ϵ=0.65 Caudal= 60m3min Hallamos la densidad ρ PV=RTn PV=RTwPM→ρ=PPMRT ρ=1.2atm ×29kg/kmol0,082 atm ×m3/kmol-k ×293 k ρ=1.452 kg/m3 Hallamos lavelocida vs caudal=60m3min1 min60s=1m3s vs=caudalarea=1 m3/sπr2=1 m3/sπ(0.6m)3 vs=0.88 m/s Hallamos el diámetro equivalente: DP=6S0 DP=62.5 cm-2=2.4 cm Hallamos el de Reynolds modificado: Rep=DP×Vs×ρfluido2.5 cm-2 Rep=2x10-2 m×0.33 m/s×1.45 kg/m21-0.65×2.5×10-3kg/m-2 Rap=4032.12→ flujo transitorio Hallamos la carga de fricción: hfL=150(1-ε)2μVsε3Dp2 ρg+1.75(1-ε)Vs2ε3gDyhfL=150(1-0.65)2×2.15×10-3kg/m×0.88m/s0.653×(2.4×10-2m)21.452 kg/m3×9.8m/S2+1.751-0650.88m/s)20.653×9.8m/S2×2.4x10-2m hf=0.15445+7.3433×.L hf=0.15445+7.3433×6 m hf=44.9867 m Hallamos la caída de presión con ΔP=hf×y ΔP=44.9867 m× 1.452kg/m3 ΔP=65.3208Kgm2×(9.81NKg) ΔP=640.7971Nm2=640.7971Pa. ΔP=640.7971 Pa1atm102Pa ΔP=0.0064079 atm=6.407x10-3atm
















PROBLEMA N°3 Una columna de 1m2 de área de sección normal y 2 m dealtura esta rellena de partículas esféricas de 2 mm de diámetro. Calcúlese la fracción hueca del lecho si con una diferencia de presiones de 10 atm entre el fondo y al cúspide del lecho fluyen 6500 kgh de una disolución densidad=1500 kgm3. a 25℃ de viscosidad 0,5 poises y SOLUCIÓN: A=1 m2 D=2 mm ϵ=1-vpvl hallando vp: vp=43πr3=43×π×(1×10-3m)3 vp=43×π×10-3m3 hallando vl: vl=As×L=1 m2×2 m vl=1 m2×2m=2 m3 por lo tanto reemplazando para hallar la porosidad: ϵ=1-43×π×10-3m32 m3 ϵ=0,999 L=2 m

























 PROBLEMA N°4 Un lecho de partículas cilíndricas de 3 mm de diámetro y 4 mm de longitud esta contenido en una carcasa cilíndrica de 12 cm de diámetro y 1 m de altura. La densidad del material que constituye los cilindros del lecho es de 1,5 gcm3 y la densidad aparente del lecho secalcula sabiendo que el relleno contenido en 200 cm 3 del lecho pesa 120 g.
Calcúlese la cantidad de aire en kilogramos que pasa a través del lecho a 50℃ si entra a 1,2 atm y la perdida de presión a través del lecho es de 50 cm de agua.
SOLUCIÓN: ∈=1-ρLρP=1-0,61,5=0,6 D=6S0 AP=2π.L=37,699mm2=3,77x10-5m2 VP=π.r2.L=28,274mm3=2,82m3 S0=APVP S0=37,699mm228,274mm3 S0=1,333mm-1 D=6S0 D=61,333=4,5mm...