Sol. reklaitis cap. 3

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 el área, ni suyo ni de ningún otroautor, 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 delSOLUCIONARIO del Capítulo III corrige algunos errores de la Edición
anterior y, lo que es más importante, muestra el uso de programas para calculadoras que permiten
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 Hewlett Packard 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 la
página_______________.
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
El presente Solucionario, fruto de mi experiencia de 28 años en la cátedra de Balances de
Materia yEnergía, 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 la Tabla de Gradosde
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 de Libertad es:Abs. Destilado
r
Diviso
r
Agotado
r Mez. Proceso Globa
l
NVI 12 9 9 7 3 26 12
NBMI 4 3 3 3 1 14 4
NFC 0 0 0 0 0 0 0
NCC 3
(+1) 2 1 2 0 6 5
NRC
R1 – – 1 – – 1 –
R2 – – – – – 1 1
R3 – – – – – 1 1
R4 – – 2 – – 2 –
G de L 4 4 2 2 2 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 (N1, N2, N3, x3
H2S, N4, N5, x5
CO2, x5
H2S)
Ecuaciones = 4 (balances)
G de L = 4
Destilador: Incógnitas = 7 (N5, x5
CO2, x5
H2S, N6, x6
CO2, N7, x7
H2S)
Ecuaciones = 3 (balances)
G de L = 4
Divisor: Incógnitas = 8 (N3, x3
CO2, x3
H2S, N7, x7
CO2, x7H2S, N8, x8
H2S)
Ecuaciones = 3 (balances) + 3 (R1, R4)
G de L = 2
Agotador: Incógnitas = 5 (N8, x8
H2S, N9, N10, x10
CO2)
Ecuaciones = 3 (balances)
G de L = 2
Mezclador: Incógnitas = 3 (N4, N9, N11)
Ecuaciones = 1 (balances)
G de L = 2
Global: Incógnitas = 7 (N1, N2, N6, x6
CO2, N10, x10
CO2, N11)
Ecuaciones = 4 (balances) + 2 (R2, R3)
G de L = 1
no solamente se conocen esos...