Reporte teórico de balance de energía

Universidad Autónoma de Nuevo León
Facultad de Ciencias Químicas
Ingeniero Químico
Diseño de Procesos II
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Grupo: 1
Equipo: 4
INDICE
OBJETIVO
Establecer las bases teóricas para la elaboración de un balance energético dentro de un proceso químico, necesario para el adecuado uso de la energía, requerida ó emitida por el sistema y la forma deoptimizarla.
INTRODUCCION
Dentro de la Ingeniería Química, se deben estudiar los procesos en los cuáles la materia y la energía forman una parte esencial, para obtener un producto útil al hombre.
Para ello, la experimentación matemática conlleva a representar, los fenómenos o procesos, a través de Ecuaciones Matemáticas que sean obtenidas de la aplicación de los principios, leyes, reglas,etc., correspondientes a las Ciencias Física y Química. En el presente documento se desarrollarán estas ecuaciones matemáticas, aplicadas al balance de energía de cualquier proceso químico.
De manera general, sabemos que el estudio energético de un proceso nos llevará a la optimización cualquier sistema, y así podremos, como Ingenieros Químicos, traducir dicho estudio, en beneficios tantoeconómicos, ambientales y de seguridad dentro de una planta química.
Las sociedades industrializadas actuales demandan y utilizan cantidades ingentes de energía destinadas a hacer funcionar las máquinas, transportar mercancías y personas, producir luz, calor o refrigeración. Todo el sistema de vida moderno está basado en la disposición de abundante energía a bajo coste. Su consumo ha ido creciendocontinuamente paralelamente a los cambios de los hábitos de vida y las formas de organización social. Es por ello de la importancia de estudiar el consumo energético requerido por un proyecto de Ingeniería Química.
CONTENIDO
BALANCE DE ENERGIA
CONCEPTOS BÁSICOS
Sistema: Cualquier masa de material o parte de equipo especificados arbitrariamente. Un sistema se define circundándolocon una frontera. Un sistema cerrado por el cual no hay transferencia de masa se denomina sistema cerrado o sistema sin flujo, en contraposición a un sistema abierto o sistema con flujo, en el cuál se permite el intercambio de masa. Toda masa o equipos externos al sistema definido se designan como entorno. Al resolver un problema se debe definir claramente el sistema y su entorno.
Propiedad:es una característica de una materia la cual se puede medir, como volumen, presión, temperatura etc...., o que se puede calcular
*Propiedad extensiva *(variable, parámetro): es aquella cuyo valor depende de la cantidad de material y es aditiva, por ejemplo el volumen y la masa son propiedades extensivas.
*Propiedad intensiva *(variable, parámetro): es aquella cuyo valor no es aditivo y novaría con la cantidad de material, ejemplo temperatura, presión, densidad.
Estado: es el conjunto de propiedades de los materiales en un momento dado. El estado de un sistema no depende de la forma o la configuración del sistema sino sólo de sus propiedades intensivas como la temperatura, la presión y la composición.
Dos propiedades son independientes una de la otra, si existe por lo menosuna variable de estado del sistema en la que una propiedad varíe y la otra se mantenga fija
Proceso Adiabático: proceso en que no hay intercambio de calor, el sistema está aislado. También puede considerarse como adiabático el proceso, si Q (calor transferido) es muy pequeño o cuando el proceso ocurre con tal rapidez que no hay tiempo de transferir calor
Capacidad calorífica: se definen lascapacidades caloríficas a volumen constante (Cv) y a presión constante (Cp) {draw:frame} {draw:frame} y {draw:frame} {draw:frame} respectivamente. También se utiliza el término calor específico para indicar la capacidad calorífica expresada con base a la unidad de masa
Para rangos no demasiado amplios de temperatura se puede considerar a las capacidades caloríficas como independientes de la...