UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ESCUELA ACADEMICO

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL
DE INGENIERIA EN ENERGIA
PROBLEMAS : TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA
1.-
Un gas de combustión, que tiene la siguiente composición molar :
N2 = 79,2 %
O2 = 7,2 %
CO2 = 13,6 %
Pasa a un evaporador a la temperatura de 200 ºC y 743 mm de Hg de presión ; evaporado el agua, los
gases salen a la temperatura de 85 ºC y 740 mm de Hg de presión, con la siguiente composición
molar :
N2 = 48,3 %
a)
b)
2.-
El volumen de gas que sale por cada 10 ft3 que entran en el aparato de absorción.
El % de la composición en volumen de los gases que salen del aparato de absorción.
El peso de HCl extraído por cada 100 ft3 de gas que entra en el aparato de absorción
Del Yacimiento de Camisea, se transporta gas natural líquido, en un carro cisterna, hasta la Refinería
de la Pampilla, para su purificación y comercialización; este gas tiene la siguiente composición :
a)
b)
c)
d)
e)
C3H8 = 1,2 %
Propano
C2H6 = 7,5 %
Etano
CH4 = 90,5 %
Metano …..
Calcular :
El peso molecular medio de la mezcla.
Fracción en peso del metano.
Presión parcial del metano, cuando la presión total del sistema es de 1,013 x 105 Pa.
La densidad de la mezcla gaseosa cuando se le calienta a 193 K y 1,013 x 105 Pa.
La fracción de masa del propano en partes por millón.
Las bolas contra la polilla se fabrican a menudo de naftalina. Cuando la naftalina se vaporiza, se
difunde en el aire atmosférico circundante. Calcule la difusividad del sistema de naftalina-aire a 1
atm y 20 ºC, empleando los datos de tablas. Las propiedades críticas de la naftalina son :
Vc = 3,1847 ml/gr
5.-
H2O = 39 % , Calcular :
El volumen de gases que salen del evaporador por cada 100 ft3 que entran.
El peso de agua evaporado por cada 100 ft3 de gas que entra.
CO2 = 0,8 %
Dióxido de Carbono
4.-
CO2 = 8,3 %
En la fabricación de HCl, se obtiene un gas que contiene 25 % de HCl y 75 % de aire en volumen.
Este gas se pasa a través de un sistema de absorción, en el cual se separa el 98 % de HCl. El gas
entra en el sistema a una temperatura de 120 ºF y una presión de 743 mm de Hg y sale a una
temperatura de 80 ºF y una presión de 738 mm de Hg ; calcular :
a)
b)
c)
3.-
O2 = 4,4 %
Tc = 469 ºC
Pc = 29792 torr
Para efectos de control de proceso de producción de gas de combate, una fábrica instaló un sensor de
olores picantes, constituido por un capilar cerrado en su extremo inferior y se llenó con fosgeno
COCl2 , hasta una distancia de 25 mm del extremo superior y se mantuvo a 293,2 K con una corriente
suave de aire que circulaba sobre ese extremo , después de 260 minutos, el nivel del líquido bajó a
131,13 mm. La presión de vapor del fosgeno era de 27,35 kN/m2 y la presión atmosférica de 109,25
kN/m2 . Calcular el coeficiente de difusión del COCl2 en el aire.
6.-
Calcular la difusividad molar Dm, en mol kg/m.hr y la difusividad volumétrica Dv en m 2 /hr para el
sistema Freón – 12 – Nitrógeno , a 10 atm y 97 ºC.
Las propiedades críticas del Freón – 12 son :
Tc = 198 ºC
ρc = 551 kg/m3 .
7.-
Estime el coeficiente de difusión para el sistema H2 - NH3 a 25 ºC y 1 atm. de presión. Use las
integrales de colisión para encontrar la difusividad a 85 ºC. Compare los resultados con valores
experimentales.
8.-
Usando la ecuación de Wilke – Chang , determinar la difusividad a baja concentración para los
siguientes pares difusionales a 25 ºC y compare los resultados con valores experimentales.
a)
9.-
Metanol – agua
CH3 OH
b)
etanol – agua
C2 H5 OH
Determinar la difusividad del etanol en el benceno a 30 ºC, usando la ecuación de Wilke – Chang y
la ecuación de Sitaraman. Convierta la difusividad a 15 ºC y compare el resultado con el valor
experimental.