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TERMODINAMICA II

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TERMODINAMICA II

1. Se envía una corriente de acetona y agua a un equipo de separación, las condiciones de las corrientes antes de entrar al equipo son: Presión (atm) 1,5 Temperatura (°C) 62,0 Flujo molar (Kg mol/h) 100 Fracción molar de acetona 0,60

A la entrada del equipo se presenta una caída de presión de 0,5 (bar) (de manera que el equipo operaaproximadamente a una atmosfera de presión). Si el proceso es isotérmico: Determine si hay cambio de fase en el sistema acetona agua. De ser así calcule:  La cantidad de componente liviano en el destilado y en los fondos  La cantidad de calor en [KJ/h] y [Btu/h] para que el sistema sea isotérmico.  Cuál es el rendimiento de la operación como:

Procedimiento:

Mediante el uso del programa dehysys se realizan todos los cálculos.  Al entrar al programa movemos el cursor en la pestana FILE, luego new case

 En components y dando click en Add ingresamos las sustancias con las cuales queremos trabajar, en este caso agua y acetona.

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

2011

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 Al momento de trabajar las unidades, dando click en TOOLS,Preferences, variables se pueden modificar las unidades en las que se quiere trabajar, dando click en clone podemos modificar, por ejemplo para el caso de la presion, a pesar de que lo demas esta en SI podemos cambiar las unidades de presion a atmosferas.



Ahora para ingresar los métodos para el cálculo del coeficiente de actividad y el modelo de la fase vapor. Fluid Pkgs, Add y seleccionamos:

Parael líquido el método NRTL (nonrandom two-liquid model) el cual es un modelo que relaciona el coeficiente de actividad γ i de un compuesto con sus fracciones molares x i en la fase líquida que se trate. Para el vapor seleccionamos SRK (modelo termodinámico SoaveRedlich-Kwong) debido que es un modelo que puede representar de manera aproximada el comportamiento real de un gas debido a que toma encuenta diferentes propiedades del gas que se está estudiando. Cerramos y damos click en enter simulationenviroment.

 En esta ventana que aparece podemos esquematizar el sistema para lo cual mediante el uso de la barra case (main) agregamos un equipo de separación, con attachmode agregamos las corrientes y dando doble click en el flujo de alimentación ingresamos las condiciones de entrada. Ademáspara que el proceso sea isotérmico mediante el uso de la barra case (main) agregamos un set, doble click sobre este y en la opción de object seleccionamos la variable, asignándole a la corriente de destilado la temperatura y en source – object escogemos la corriente de alimentación.

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 Para determinar la caída de presión, se hace doble click en elseparador y en parameters, se introduce el valor.

 Para observar los resultados obtenidos en mi simulación vamos aTOOLS, workbooks , view. Material stream: condiciones de mi sistema.

 Composiciones.

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Para graficar TOOLS – databook, en el cual se ingresan las variables que se quieren tabular. Luego dando click en case studies seleccionamos las variables dependientes eindependientes, en view se escriben los rangos de temperatura y el paso entre cada valor. Damos click en estar, y este arroja los resultados.

Grafico

 Tools, workbook, energy streams.

CUADRO RESUMEN sustancia 1 Cantidad de componente destilado y fondos. 2 Cantidad de calor requerida. Acetona Agua Destilado 0,4186 0,1854 Fondos 0,3987 0,6013

3 Rendimiento de la operación

   

Flujomolar destilado D = 48,40 Flujo molar alimento F = 100 Fracción molar componente volátil destilado El rendimiento en la separación por Fracción molar componente destilación se debe a que la diferencia entre los puntos de ebullición de la volátil alimento acetona (56,3°C) y el agua (100°C), para el sistema a 62°C y 1,5 atm hacen que la acetona sea separada, pero no como sustancia pura, ya que a las...