Control Automático de Procesos 1

Control Automático de Procesos 1
Tarea 4
Problema 1
Una mezcla que contiene 46% en peso de acetona, 27% en peso de acido
acetico y 27% de anhídrido acetico es detilada a 1 atm. La alimentación entra a
la columna de destilación a 348K a una velocidad de 15000 kg/h. El producto de
tope es acetona pura, mientras que elproducto de fondo contiene 1% de la
acetona alimentada.
El vapor que sale del palto de tope entra a un condensador a 329K y sale como
liquido a 303K. La mitad del condensado es retirado como producto de tope, y el
resto es retornado como reflujo a la columna. El líquido que sale del ultimo plato
de destilación entra a un rehervidor, en el cual es parcialmente vaporizado. El
vapor que sale del rehervidor es alimentado a la columna a 398K, mientras que
el líquido en equilibrio sale como producto de fondo.
a) Calcular los flujos molares y composiciones de los las corrientes de
producto.
b) Calcular el calor que debe retirar el condensador.
c) Calcular el requerimiento de calor en el rehervidor.
Datos:
Acetona
CPL = 2.3 kJ/kg K
CPV= 0.459+3.15x10-3T-0.790x10-6T2
V=520.6 kJ/kg
Acido acético
CPL = 2.18 kJ/kg K
CPV= 0.688+1.87x10-3T-0.411x10-6T2
V=406.5 kJ/kg
Anhídrido acético
CPL = 1.66 kJ/kg K
CPV= 0.751+1.34x10-3T-0.046x10-6T2
V=395.3 kJ/kg
Condensador
D
F= 15000 kg/h
3.2% mol Acetona,
73.8% mol AcidoAcetico,
23%mol Anhidrido acetico
B
Rehervidor
Problema 2
Un problema para muchas personas es el peso corporal excesivo almacenado
en forma de grasa. Mucha gente ha trata de sacar provecho inventando planes
inútiles para perder peso. Sin embargo, dado que la energía se conserva, un
balance de energía revela que solo hay dos formas de perder peso (aparte de la
perdida de agua), reduciendo la entrada de calorías y/o aumentando el gasto de
calorías. Al contestar las siguientes preguntas, suponga que la grasa contiene
aproximadamente 7700 kcal/kg.
a) Si una dieta normal que contiene 2400 kcal/dia se reduce en 500kcal/dia.
Cuántos días tomaría perder 1 lb de grasa?
b) Cuántas millas tendría que correr una persona para perder 1 lb de grasa, si
la carrera aun ritmo moderado de 12 km/h consume 40 kJ/km?
c) Suponga que dos corredores corren 10 km/dia. Uno lleva un paso de 5 km/h
y el otro de 10 km/h. Cuál de ellos perderá mas peso (ignorando la perdida
de agua).
Problema 3
10 lbmol de un gas ideal están originalmente en in tanque a 100 atm y 40 oF. El
gas se calienta a 440oF. La entalpía molal especifica, del gas ideal esta dad por
la ecuación:
Hˆ  300  8T
Con Ĥ esta en Btu/lbmol y T en oF.
a) calcular el volumen del recipiente (ft3).
b) calcule la presión final del gas (atm).
c) Cambio de de entalpía del gas.