Transparencias del Tema 4 de Ingeniería Química 2005/2006

TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.1 INTRODUCCIÓN.
Ecuación general de balance macroscópico de propiedad para un sistema con
múltiples corrientes de entrada y salida:
C.P. Generada d (V·Π)
=
∑ E (ΦE·ΠE ) − ∑ S (ΦS·ΠS ) + ( FNPNAFM) ±
tiempo
dt
d (V·Π) d (V·ΠS )
=
1. Sistema perfectamente mezclado:
dt
dt
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.1 INTRODUCCIÓN.
Ecuación general de balance macroscópico de propiedad para un sistema con
múltiples corrientes de entrada y salida:
C.P. Generada d (V·ΠS )
=
∑ E (ΦE·ΠE ) − ∑ S (ΦS·ΠS ) + ( FNPNAFM) ±
tiempo
dt
d (V·Π) d (V·ΠS )
=
1. Sistema perfectamente mezclado:
dt
dt
1. Sistema perfectamente mezclado: no existe gradiente.
2. Sistema monofásico: no hay corrientes de transferencia.
∃
FNPNAFM
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.1 INTRODUCCIÓN.
Ecuación general de balance macroscópico de propiedad para un sistema con
múltiples corrientes de entrada y salida:
C.P. Generada d (V·ΠS )
=
∑ E (ΦE·ΠE ) − ∑ S (ΦS·ΠS ) ±
tiempo
dt
d (V·Π) d (V·ΠS )
=
1. Sistema perfectamente mezclado:
dt
dt
1. Sistema perfectamente mezclado: no existe gradiente.
2. Sistema monofásico: no hay corrientes de transferencia.
3. Sistema sin reacción química:
C.P. Generada
=0
tiempo
∃
FNPNAFM
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.1 INTRODUCCIÓN.
Ecuación general de balance macroscópico de propiedad para un sistema con
múltiples corrientes de entrada y salida:
d (V·ΠS )
(
)
(
)
Φ
Π
−
Φ
Π
=
·
·
∑E E E ∑S S S
dt
d (V·Π) d (V·ΠS )
=
1. Sistema perfectamente mezclado:
dt
dt
1. Sistema perfectamente mezclado: no existe gradiente.
2. Sistema monofásico: no hay corrientes de transferencia.
3. Sistema sin reacción química:
C.P. Generada
=0
tiempo
∃
FNPNAFM
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.3 BASE DE CÁLCULO.
DEFINICIÓN: Cantidad establecida arbitrariamente a la que referimos todos los
cálculos de un balance.
• No afecta a los resultados de las variables intensivas (composiciones, temperaturas, etc).
• Afecta a los resultados de las variables extensivas (caudales, etc).
• Puede afectar a la laboriosidad de los cálculos implicados.
NIVELES DE PRIORIDAD PARA LA ELECCIÓN DE UNA BASE DE CÁLCULO:
Son más importantes en sistemas complejos (multicomponentes, etc)
1.
Una determinada cantidad de un INERTE (no sufre reacción química) que entre y salga
del sistema con el mismo caudal y formando parte de una sola corriente (todo esto
puede no ser posible en algunos casos).
2.
Una determinada cantidad, de la corriente de entrada o de la de salida, de la que se
tenga la mayor información (normalmente la más especificada).
3.
Un determinado periodo de tiempo (en sistemas donde ∃ flujo).
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.3 BASE DE CÁLCULO.
EJEMPLO PARA LA ELECCIÓN DE LA BASE DE CÁLCULO:
Si A contiene sólo agua, calcular la relación de caudales A/S.
F
(Alimentación)
wF sal = 0.05
EVAPORADOR
A
(Agua)
S
(Concentrado)
wS sal = 0.30
NIVELES DE PRIORIDAD PARA LA ELECCIÓN DE UNA BASE DE CÁLCULO:
1.
Una determinada cantidad de un INERTE.
2.
Una determinada cantidad de la que se tenga la mayor información.
3.
Un determinado periodo de tiempo (en sistemas donde ∃ flujo).
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.4 BALANCES ATÓMICOS.
SISTEMAS CON REACCIÓN QUÍMICA: los moles de los componentes que participen
en la reacción varían entre la entrada y la salida del sistema.
MÉTODOS DE ESTUDIO DE SISTEMAS CON REACCIÓN QUÍMICA:
1.
2.
Tener en cuenta el término de generación en los balances.
Utilizar BALANCES ATÓMICOS.
BALANCES ATÓMICOS:
(Átomos que entran al sistema) = (Átomos que salen del sistema)
FORMULACIÓN DEL BALANCE ATÓMICO: Se realizarán a uno o todos los
elementos presentes (C, H, O, etc), para un elemento genérico X se utiliza:
CAUDAL
· Σ(
mol de corriente
tiempo
COMPOSICIÓN DE
UN COMPUESTO C
DE ESA CORRIENTE
mol de C
mol de corriente
·
ÁTOMOS-GRAMO DE X
EN EL COMPUESTO C
átomo de X
mol de C
)
átomo de X
tiempo
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
SISTEMAS BIFÁSICOS DE INTERÉS:
•
•
•
•
•
Gas – líquido (absorción).
Líquido – vapor (destilación).
Líquido – líquido (extracción).
Aire – agua (secado, humidificación, acondicionamiento de aire).
Sólido – líquido (extracción sólido – líquido o lixiviación).
EQUILIBRIO:
Al poner dos fases (α y β) en contacto (aisladas del entorno), sus propiedades evolucionan
hasta alcanzar espontáneamente unos valores denominados de EQUILIBRIO, que no se
modificarán espontáneamente.
CONDICIONES TERMODINÁMICAS DEL EQUILIBRIO:
1.
2.
3.
EQUILIBRIO MECÁNICO:
EQUILIBRIO TÉRMICO:
EQUILIBRIO DE COMPONENTES:
Pα = Pβ
Tα = Tβ
μjα = μjβ
μj =
∂ Uj
∂ nj
T,P,ni ≠ j
EXISTENCIA DE EQUILIBRIO ⇒ CUMPLIMIENTO LEY DE EQUILIBRIO
No implica que las composiciones entre fases sean iguales (que no lo suelen ser), sino
que existe una relación entre las mismas (no son independientes).
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.1 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS GAS-LÍQUIDO.
Ley general de equilibrio: μjα = μjβ
LEY DE HENRY
fj = kH·aj
fj = fugacidad componente j
kH= constante de Henry; f(T)
aj = actividad componente j
a j = c j· γ aj
fj = Pj· γ fj
a j = x j· γ aj
Pj = presión parcial j
γfj = coeficiente de fugacidad de j
GAS IDEAL:
fj = Pj
GAS REAL:
fj ≠ Pj
xj = fracción molar de j
cj = concentración molar de j
γaj = coeficiente de actividad de j
γfj = γaj = 1
aj = cj
aj = xj
Pj = kH·c j
Pj = kH·x j
SISTEMA
PjP SISTEMA
j
REAL
IDEAL
γfj ≠ 1 ; γaj ≠ 1
aj ≠ cj
aj ≠ xj
kH· γ aj
Pj =
·c j
γ fj
kH· γ aj
Pj =
·x j
γ fj
T1 T1
kH (T1)
T2T
2
kH (T2)
xjxó ócjc
j
j
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.2 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-VAPOR.
Ley general de equilibrio: μjα = μjβ
LEY DE RAOULT
fj = fj 0·aj
fj = fugacidad componente j
aj = actividad componente j
fj0 = fugacidad de un vapor constituido sólo por j en equilibrio con j líquido a TMEZCLA
LEY DE LEWIS-RANDALL
fj = fj'·Yj
fj = fugacidad componente j
yj = fracción molar de j en la fase gas
fj’ = fugacidad de j puro a TMEZCLA y PMEZCLA
PARA SISTEMAS IDEALES:
LEY DE RAOULT
Pj = Pj 0·xj
LEY DE LEWIS-RANDALL
Pj = PT·Yj
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.2 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-VAPOR.
PARA SISTEMAS IDEALES:
LEY DE RAOULT
LEY DE LEWIS-RANDALL
Pj = Pj 0·xj
Pj = PT·Yj
Sistema ideal de dos componentes:
P1 = P10·x1
P1 = PT·Y1
P2 = P2 0·x2
P2 = PT·Y2
x1 + x2 = 1
x1 = x
x2 = 1 − x
y1 + y2 = 1
y1 = Y
Y2 = 1 − Y
P1 = P10·x = PT·y
P2 = P2 0·(1 − x) = PT·(1 − y)
PT = P1 + P2 = P10·x + P2 0·(1 − x )
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.2 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-VAPOR.
PARA SISTEMAS IDEALES:
(TEMPERATURA CONSTANTE)
PT, P1, P2
PT = P1 + P2 = P10·x + P2 0·(1 − x )
P1 = P10·x
P2 = P2 0·(1 − x)
P10
P20
0
1
x
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.2 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-VAPOR.
PT, P1, P2
PARA SISTEMAS REALES:
(TEMPERATURA CONSTANTE)
DESVIACIÓN POSITIVA
DE LA LEY DE RAOULT
0
1
x
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.2 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-VAPOR.
PT, P1, P2
PARA SISTEMAS REALES:
(TEMPERATURA CONSTANTE)
PT, P1, P2
DESVIACIÓN POSITIVA
DE LA LEY DE RAOULT
0
1
x
DESVIACIÓN NEGATIVA
DE LA LEY DE RAOULT
0
1
x
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.2 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-VAPOR.
T (º C)
P10 (mm Hg)
P20 (mm Hg)
α (adimensional)
98.4
760
337
2.255
102
841
380
2.213
106
941
429
2.193
108
993
452
2.197
112
1104
510
2.165
116
1228
574
2.139
120
1368
647
2.114
125
1593
760
2.096
P10
α = 0
P2
α MEDIO = 2.17
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.2 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-VAPOR.
APLICACIÓN DE LAS LEYES DE RAOULT Y LEWIS-RANDALL:
PT = P1 + P2 = P10·x + P2 0·(1 − x )
P1 =
P10·x
= PT·y
PT − P2 0
760 − P2 0
x = 0
= 0
P1 − P2 0
P1 − P2 0
P10·x
P10·x
y =
=
PT
760
APLICACIÓN DE LA VOLATILIDAD RELATIVA:
α MEDIO = 2.17
α MEDIO·x
2.17·x
Y =
=
1 + x·( α MEDIO − 1)
1 + 1.17·x
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.2 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-VAPOR.
1
0.8
0.6
y
Lewis-Randall
Volatilidad relativa
0.4
0.2
0
0
0.2
0.4
0.6
x
0.8
1
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.3 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-LÍQUIDO.
X
100
80
90
10
0
0
10
A: Mezcla binaria
80% X; 20% Y
90
20
80
70
30
70
60
40
60
50
50
50
40
60
B: Mezcla binaria
50% X;50% Z
40
30
30
70
20
90
10
0
0
100
10
20
80
0
100
Y
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Z
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.3 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-LÍQUIDO.
X
D: Mezcla ternaria
20% X; 40% Y; 40% Z
100
10
0
0
90
10
90
80
20
70
40% Y
80
30
70
60
40
60
50
50
40% Z
50
40
60
40
30
30
70
20
10
0
0
100
0
100
Y
20% X
90
10
20
80
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Z
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.3 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-LÍQUIDO.
X
SUMA DE CANTIDADES:
REGLA DE LA PALANCA
100
10
0
0
Si mezclamos dos cantidades
A y B, la resultante C estará
en la recta que une A y B
10
90
A · AC = B · CB
90
80
80
20
30
70
A · (AX − CX ) = B · (CX − BX )
70
40
50
60
Siendo X = X, Y o Z
60
A
50
50
AC
40
60
40
70
C
30
CB
30
20
B
90
10
10
20
80
0
100
Y
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
100
Z
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.3 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-LÍQUIDO.
ALIMENTACIÓN (B,S)
MEZCLA DE FASES
DISOLVENTE (D)
REFINADO
• Rico en B.
• S no extraído.
• D disuelto.
SEPARACIÓN
DE FASES
EXTRACTO
• Rico en D.
• S extraído.
• B disuelto.
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.3 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-LÍQUIDO.
S
1
0
0
0
100
9
0
10
90
8
0
20
80
7
0
30
70
6
0
40
60
50
5
0
REFINADOS
50
4
0
60
40
70
3
0
EXTRACTOS
30
RECTAS DE
REPARTO
80
20
90
10
1
0
2
0
SOLUTO
100
0
INERTE
B
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
100
D
DISOLVENTE
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.3 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-LÍQUIDO.
S
1
0
0
0
9
0
10
90
8
0
20
80
7
0
30
70
6
0
40
60
CURVA BINODAL
5
0
50
50
4
0
60
40
3
0
70
30
RECTAS DE
REPARTO
80
20
90
10
1
0
2
0
100
0
100
B
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
100
D
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.3 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-LÍQUIDO.
S
1
0
0
0
9
0
10
90
8
0
20
80
7
0
30
6
0
40
5
0
60
ZONA DE
MISCIBILIDAD
50
CURVA BINODAL:
EQUILIBRIO ENTRE
LAS DOS FASES
70
50
4
0
60
40
3
0
70
30
ZONA
DE
INMISCIBILIDAD
80
90
20
10
1
0
2
0
100
0
100
B
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
100
D
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.3 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-LÍQUIDO.
S
RECTAS DE REPARTO:
- Sistema ideal: paralelas.
- Sistema real: curva
Auxiliar de SHERWOOD
1
0
0
0
8
0
9
0
10
90
20
80
7
0
30
70
6
0
40
60
5
0
50
50
4
0
60
40
3
0
70
30
80
20
90
10
1
0
2
0
100
0
100
B
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
100
D
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.3 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-LÍQUIDO.
S
Curva Auxiliar de SHERWOOD
1
0
0
0
MÉTODO DE TRAZAR LAS
RECTAS DE REPARTO
8
0
9
0
10
90
20
80
30
7
0
Se conoce el EXTRACTO
70
6
0
40
60
5
0
50
50
4
0
60
40
3
0
70
30
80
20
90
10
1
0
2
0
100
0
100
B
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
100
D
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.3 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-LÍQUIDO.
S
Curva Auxiliar de SHERWOOD
1
0
0
0
MÉTODO DE TRAZAR LAS
RECTAS DE REPARTO
8
0
9
0
10
90
20
80
30
7
0
Se conoce el REFINADO
70
6
0
40
60
5
0
50
50
4
0
60
40
3
0
70
30
80
20
90
10
1
0
2
0
100
0
100
B
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
100
D
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.3 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-LÍQUIDO.
S
Curva Auxiliar de SHERWOOD
1
0
0
0
MÉTODO DE TRAZAR LAS
RECTAS DE REPARTO
10
9
0
8
0
1. Se coloca R.
100
90
20
7
0
30
2. Se busca E y se traza
la recta de reparto
Se conoce un punto bajo la
curva binodal: M
Nota: al estar en la zona de
inmiscibilidad, se separará en
80
extracto y refinado.
70
40
6
0
60
3. Se repite 1 y 2 hasta 50
que M esté en la recta de
reparto
60
4
0
5
0
50
M
40
30
R1
80
20
90
10
1
0
2
0
3
0
70
E1
0
100
B
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
100
D
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.3 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-LÍQUIDO.
S
Curva Auxiliar de SHERWOOD
1
0
0
0
MÉTODO DE TRAZAR LAS
RECTAS DE REPARTO
8
0
9
0
10
90
20
7
0
30
Se conoce un punto bajo la
curva binodal: M
Nota: al estar en la zona de
inmiscibilidad, se separará en
80
extracto y refinado.
70
6
0
40
60
5
0
50
50
E2
4
0
60
3
0
70
40
M
R2
30
80
20
90
10
1
0
2
0
100
0
100
B
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
100
D
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.3 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-LÍQUIDO.
AcH
100
10
0
0
90
90
10
80
80
20
70
70
30
60
60
40
50
50
50
40
60
40
30
70
30
20
20
80
10
0
0
100
10
90
0
100
Cl3CH
10
20
30
40
50
60
70
80
90
H2O
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.3 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-LÍQUIDO.
AcH
100
10
0
0
90
90
10
80
80
20
70
70
30
60
60
40
50
50
50
40
60
40
30
70
30
20
20
80
10
0
0
100
10
90
0
100
Cl3CH
10
20
30
40
50
60
70
80
90
H2O
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.3 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-LÍQUIDO.
AcH
100
10
0
0
90
90
10
80
80
20
70
70
30
60
60
40
50
50
50
40
60
40
30
70
30
20
20
80
10
0
0
100
10
90
0
100
Cl3CH
10
20
30
40
50
60
70
80
90
H2O
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.3 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-LÍQUIDO.
AcH
100
10
0
0
90
90
10
80
80
20
70
70
30
60
60
40
50
50
50
40
F
(30% AcH, 70% Cl3CH) 60
30
70
30
80
20
20
WM AcH =0.136
40
90
10
10
M
0
100
0
Cl3CH
10
20
30
40
50
60
70
80
90
D
(100% H2O)
0
100
H2O
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.3 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-LÍQUIDO.
AcH
100
10
0
0
90
90
10
80
80
20
70
70
30
60
60
40
50
50
50
40
60
40
30
70
30
20
20
80
90
10
10
M
0
100
0
Cl3CH
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
100
H2O
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.3 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-LÍQUIDO.
AcH
100
10
0
0
90
90
10
80
80
20
70
70
30
60
60
40
50
50
50
40
60
40
30
70
30
20
20
80
90
10
10
M
0
100
0
Cl3CH
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
100
H2O
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.3 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-LÍQUIDO.
AcH
100
10
0
0
90
90
10
80
80
20
70
70
30
60
60
40
50
50
50
40
60
40
30
70
30
20
20
80
90
10
10
M
0
100
0
Cl3CH
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
100
H2O
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.3 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS LÍQUIDO-LÍQUIDO.
AcH
100
10
0
0
90
90
10
80
80
20
70
70
30
60
60
40
50
50
50
R: refinado
40
60
3.8 % AcH
94.7 % Cl3CH
1.5 % H2O
70
30
E: extracto
40
30
80
20
E
20
10
90
10
M
R
0
100
0
Cl3CH
10
20
30
40
50
60
70
80
18.1 % AcH
2.1 % Cl3CH
79.8 % H2O
90
0
100
H2O
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.4 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS AIRE - AGUA.
CASO PARTICULAR DEL EQUILIBRIO GAS – VAPOR
Operación básica de HUMIDIFICACIÓN:
(humidificación, secado, acondicionamiento de aire, acondicionamiento de humedad, etc)
EQUILIBRIO AIRE – AGUA A 1 atm:
Y: Humedad
Absoluta:
Kg vapor agua
Kg aire seco
wAGUA
Y=
1 − wAGUA
wAGUA
Y
=
1+ Y
t: Temperatura
º C
DIAGRAMA PSICOMÉTRICO
ϕ: Humedad
Relativa
%
ϕ=
PAGUA
PAGUA 0
ϕ = 1 Aire saturado.
ϕ > 1 Aire sobresaturado.
ϕ < 1 Aire insaturado.
tw: Temperatura
Húmeda
º C
TEMA 4. BALANCES MACROSCÓPICOS DE MATERIA.
4.5 ESTUDIO DE SISTEMAS BIFÁSICOS EN EQUILIBRIO.
4.5.4 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO DE SISTEMAS AIRE - AGUA.
DIAGRAMA PSICOMÉTRICO
ϕ = 1 (Equilibrio)
Y
ϕ>1
(aire sobresaturado)
ISOLÍNEAS DE ϕ < 1
(aire insaturado)
ISOLÍNEAS DE tw
t