Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia er Cuatrimestre 2009

Transcripción

1 CATEDRA Profesor : Dr.Ing. Mauricio Chocrón (a cargo 1er Cuatrimestre 2009) Jefe de Trabajos Prácticos: Inga. Cristina Szwed Ayudantes: Ings. Pablo Arena, Nicolas Buthay, Conrado Gonzalez, Santiago Messina HORARIOS DE LA MATERIA Clase teórica: Jueves de 18 a 21 hs. Aula 22 Clases prácticas: Martes de 19 a 22 hs (Aula 210) y Viernes de 19 a 22 hs (Aula 209). Comienzan clases el Martes 10 de Marzo y finalizan el Viernes 26 de Junio REGIMEN DE CURSO 1-Curso por promoción Se rinden dos parciales que incluyen teoría y problemas, debiendo obtener mas de 7 (siete) puntos en ambos sin posibilidad de recuperación. Aprobación de un problema o trabajo práctico mediante su resolución (eventualmente complementada en un simulador), redacción y presentación en clase. 2-Curso regular Aprobación del primer parcial que incluye teoría y problemas con calificación 6 (seis). Aprobación de un problema o trabajo práctico mediante su resolución (eventualmente complementada en un simulador), redacción y presentación en clase. Aprobación del Coloquio regular FECHAS DE EXAMENES 1er PARCIAL: Jueves 14 de Mayo 19 hs 1er RECUPERATORIO DEL 1er PARCIAL: Sábado 6 de Junio 9 hs 2do. RECUPERATORIO DEL 1er PARCIAL y 2do PARCIAL Martes 7 de julio 19 hs. FECHAS DE COLOQUIO 1. Martes 7 de julio 19 hs. 2. Jueves 16 de julio 19 hs. 3. Jueves 23 de julio 19 hs. 4. Jueves 6 de agosto 19 hs. 5. Jueves 13 de agosto 19 hs. 1 de 5

2 1 Procesos de separación (King) PSE (equilibrio) y PSC (cinéticos) 1 Operaciones de T de M (Treybal) 3 Factor de separación, K i y sistemas ideales. T r y T b 5 Sistemas L-L y α para PSC 6-7 Sistemas S-S 8 Ósmosis 9 Selección de procesos separativos Procesos de equilibrio simples 15 Análisis de PSE simples. Variables/Regla Descripción 16 Ej. Vaporización súbita y casos 16 Gráfico (V. Winkle) 19 Regla de la palanca Factores que afectan a la pureza de los productos Arrastre Config. de flujo y mezclado 24 Operación discontinua: destilación Rayleigh 25 Comparación entre operaciones continuas y discontinuas 26 Procesos controlados para velocidad y limitaciones T de M 27 Difusión y T de M 28 Estimación de coef. en gases 30 Transportes en τ y q / interfase 31 Coef. de T de M en régimen laminar, casos resolubles, torre p. 32 Mojada. Renovación de la superficie. Flujo externo y capa límite laminar 33 Difusión turbulenta y correlaciones 33/34 Limitaciones y modelo del film 35 Caso con LE curva y general 36 Transferencia simultánea de Q y M 38 Eficacias de etapa 39 4 Procesos de separación de etapas múltiples 45 Evaporación/condensación y torre de destilación 45 Modelos C.C., cocorriente, cruzado, múltiple efecto Balances y modelos de flujo (Treybal) 48 Cocorriente/Contracorriente 48 Etapa/flujo cruzado 49 Especificación del problema 50/51 Restricciones/otras aplicaciones: absorción, extracción 52 5 Separaciones binarias de etapas múltiples 55 Absorción (Treybal) 56/57 Extracción A y B insolubles (Treybal) 58/59 Destilación (King) Etapas y diagrama de McCabe-Thiele. 60 Balances: enriquecimiento y agotamiento 61 Flujos internos de V y L ctes de 5

3 Líneas de operación, condensador parcial y total Sección de agotamiento-alimentación Alimento múltiple-ejemplo-etapas mínimas Extracción lateral 67 Diseño-Condiciones límite-eficiencia Destilación discontinua de etapas múltiples er PARCIAL 6 Separaciones de etapas múltiples. Metódos gráficos generales 75 Absorción no isotérmica en platos Extracción. Definiciones. Diagramas triangulares Una etapa. Representaciones Corrientes cruzadas Contracorriente continua. Representaciones Recuperación del Solvente y reflujo del producto 88 Equipos 89 Diagrama H-xy (entalpía-concentración) y propiedades Destilación: Método de Ponchon-Savarit Reflujo mínimo y total-fórmula de Fenske Destilación multicomponente 7 Equipos de contacto continuo Ecuación de continuidad en equipos y dispersión Procesos sin etapas discretas Unidades de transferencia, ineas de equilibrio y operación rectas Flujo en paralelo y contracorriente, mezclado axial Planteo general(treybal) Soluciones diluídas, etapas, método de Baker Caída de presión en dos fases y coeficientes de T de M Métodos de grupo (soluciones algebraicas) Ecuación de Kremser, absorción y desorción, extracción, destilación 8 Capacidad y eficiencia (E) de los aparatos de contacto Hidrodinámica: inundación en rellenos y platos.contacto L-L Arrastre en columnas de platos.sedimentadores y tanques de separación L-L Pérdida de presión en columnas rellenas y platos Tiempo de residencia.intervalo de operación admisible Comparación de E de platos frente a rellenos Otros aparatos de contacto Factores que influyen sobre la eficacia Modelo de la doble resistencia Método AIChE para platos Efectos de la configuración de flujo y mezclado. Casos.Obtención de E 3 de 5

4 Otros efectos. Reacción, gradientes de σ, ρ, T y k M. Trasmisión de calor. E en sistemas multicomponente. Compromiso entre eficacia y capacidad 9 Operaciones con transferencia simultánea de Q y M 9.1 Humidificación Definiciones. Mezclas Vapor-Gas. Sistema Aire-Agua.Aire Húmedo y diagrama psicrométrico Saturación adiabática Temperatura de bulbo húmedo Relación psicrométrica y Nro de Lewis Operaciones G-L. Relaciones generales Enfriamiento de agua con aire. Diagrama de Mickley (H-T) Deshumidificación del aire Operaciones no adiabáticas.enfriamiento por evaporación 9.2 Secado Equilibrio y humedad en sólidos.definiciones Operaciones de secado. Secado por Lotes Secado por circulacion transversal Secado contínuo directo e indirecto Secadores contínuos. Balances y zonas. Secado contínuo a baja temperatura. 10 Cristalización Apéndice Propiedades y cálculos 4 de 5

5 Bibliografía 1-Operaciones de Transferencia de Masa. Robert E. Treybal. Ed. McGraw-Hill 2-Procesos de Separación. Judson King. Ed. Reverté Consulta 3- Distillation. Van Winckle. Ed. McGraw-Hill 4-Chemical Engineering Handbook. R.Perry. Ed. McGraw-Hill 5 de 5