INT N E T G E R G A R C A I C ON O N I I

Transcripción

1 Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta Departamento de Ingeniería Química Asignatura: INTEGRACION II Variables de Proceso Cátedra: Prof. Interino: Ing. Fernando Pablo Visintin Auxiliar: : Ing. Damian Ayr Vergani Qué es un PROCESO? Es una sucesión ordenada de operaciones físicas y químicas que se aplican a las materias primas para transformarlas en productos de interés a escala industrial 1

2 Cómo se representa? FLOWSHEETS Características de los Flow-sheets Documento de referencia para la descripción del proceso Contiene todos los equipos principales No suele incluir circuitos de servicios auxiliares No suele incluir instrumentación ni lazos de control Los símbolos recuerdan la forma del equipo No existe simbología normalizada fuera de cada empresa Suelen incluir tabla de corrientes Pueden aparecer tablas para los servicios auxiliares y con las características de cada equipo Utilizan nomenclatura precisa (no estandarizada) para los equipos principales Suelen incluir banderas para la identificación de las corrientes Suelen incluir banderas con valores de algunas de las variables de proceso más importantes 2

3 Construcción con Microsoft VISIO 3

4 Representación simplificada: Diagrama de Bloques 4

5 Cuáles son sus VARIABLES? VARIABLES INTENSIVAS: TEMPERATURA PRESION VARIABLES DE COMPOSICION VARIABLES EXTENSIVAS: CAUDALES CAUDAL MASICO CAUDAL MOLAR CAUDAL VOLUMETRICO Ley de Gay Lussac y Charles A volumen constante, la presión de un gas es directamente proporcional a su temperatura ABSOLUTA P = k. T 2 5

6 Escalas de temperatura Escalas ABSOLUTAS: K y R Escalas RELATIVAS: C y F t( F) = 1,8. t( C) + 32 T ( K) = t( C) + 273,15 T ( R) = t( F) + 459,67 Temperatura o variación de temperatura? t( F ) = 1,8. t( C ) + 32 t ( F ) = 1,8. t( C) T K t ( ) = ( C ) + 273,15 T ( K ) = t( C) T R t ( ) = ( F ) + 459,67 T ( R) = t( F ) 6

7 Cómo se mide la temperatura? No se puede medir en forma directa, sino a través de alguna propiedad relacionada Termómetro: Se mide la expansión térmica de un líquido Termopar: Se mide la diferencia de potencial eléctrico en la unión de dos metales distintos Pirómetro: Se mide el espectro de radiación emitida por el cuerpo Que es la PRESION? Dada una superficie es la razón entre la fuerza ejercida perpendicularmente por un fluido y el área de la misma. F P= A Si el la presión no es uniforme se define la presión local (o puntual) como: P= lim0 A F A = df da 7

8 La presión ATMOSFÉRICA La atmósfera ejerce presión sobre la superficie terrestre. La misma se puede medir con un BARÓMETRO Torricelli descubrió que la altura de mercurio que equilibra la presión atmosférica era: 760 mm Unidades de presión La presión atmosférica promedio a nivel del mar se define como: 1 atm Unidades de presión propiamente dichas 1 atm = 101,325 kpa = 1013,25 hpa 1 atm = 1013,25 mbar = 1,01025 bar 1 atm = 1,033 kg f /cm 2 = 14,7 lb f /in 2 Unidades de presión expresadas como altura equivalente 1 atm = 760 mmhg 1 atm = 76 cmhg 1 atm = 29,9 inhg 1 atm = 407 inh 2 O 1 atm = 1033 cmh 2 O 8

9 Presión absoluta y manométrica P = P man P atm Distribución de presiones en un fluido en reposo dp = ρ g dz z Integrando esta ecuación se obtiene P( z ) = P + ρgz Si P = P atm atm P man = ρgz 9

10 Principio de Pascal Si la presión depende solo de la profundidad En un fluido en reposo la presión al mismo nivel es la misma ya que los fluidos transmiten presiones con igual intensidad en todas las direcciones Empuje Ascensional Para un cuerpo sumergido la distribución de presiones origina una fuerza hacia arriba denominada empuje. Principio de Arquímedes: El empuje es igual al peso del fluido desalojado por el cuerpo P= ρ Vg S E= ρvg 10

11 Ecuación manométrica general Aplicando el principio de Pascal P= a P b P ρ gd = P+ ρ gd + ρ f gh Manómetro de extremo abierto Aplicando el principio de Pascal P= 1 P 2 P gas = P atm + ρ f gh ρ f es la densidad del fluido manométrico P man = ρ f gh 11

12 Manómetros de extremo cerrado Manómetro de extremo sellado Manómetros de extremo cerrado Manómetro diferencial Se utiliza para medir caudales 12

13 Otros medidores de presión Tubo BOURDON la deflexión del tubo es proporcional a la presión en su interior M Variables de COMPOSICION Fracciones MASICAS: x Fracciones MOLARES En sistemas homogéneos y En fase liquida x y en fase vapor y Fracciones VOLUMETRICAS: z La masa molar media y la densidad ideal de una mezcla homogénea se hallan como: = i y i M i 1 M = i xi M i 1 ρ = i z i ρ i 13

14 CAUDALES Caudal MASICO (kg/s) Caudal MOLAR (mol/s) Caudal VOLUMETRICO (m 3 /s) Las relaciones entre estos caudales están dadas por: M n& = m & m& ρ= V& n& ρ. M = V & 14