guia de trabajos experimentales

GUIA DE TRABAJOS EXPERIMENTALES
CINÉTICA Y DISEÑO DE REACTORES
JORGE B. AMUSQUIVAR FERNÁNDEZ
INGENIERIA QUÍMICA
FACULTAD NACIONAL DE INGENIERIA
ORURO BOLIVIA
LAB. CINETICA Y DISEÑO DE REACTORES
ING. JORGE AMUSQUIVAE FERNANDEZ
1
TRABAJO EXPERIMENTAL Nº 3
BALANCE DE MASA EN UN PROCESO
SEMICONTINUO (régimen transitorio) Y
CONTINUO DE MEZCLA (régimen permanente)
1. INTRODUCCIÓN.
1.1.
PRINCIPIOS TEÓRICOS.
La aplicación de la ecuación general de balance masa para cualquier
sistema de proceso y régimen de trabajo, ya sea para el contenido de
masa total o especie atómica y molecular, es expresado en los siguientes
términos:
ENTRADA +
(entra a
través de los
límites del
sistema)
GENERACIÓN = CONSUMO +
(producido
(consumido
dentro del
dentro del
sistema)
sistema)
SALIDA +
(sale a
través de
los límites
del
sistema)
ACUMULACION
(acumulación
dentro del
sistema)
Para procesos semicontinuos en régimen transitorio, la ecuación de
aplicación para el balance de masa, deducida de la ecuación general
anterior (para el caso presente, solamente ENTRADA), es la siguiente:
ENTRADA + GENERACIÓN = CONSUMO + ACUMULACION
Para procesos continuos en régimen permanente, la ecuación de
aplicación para el balance de masa, deducida de la ecuación general
anterior, es la siguiente:
ENTRADA + GENERACIÓN = CONSUMO + SALIDA
Esta ecuación resulta idéntica para procesos intermitentes en régimen
transitorio con la interpretación de que las entradas y salidas fluyen
continuamente durante toda la duración del proceso.
1.2.
OBJETIVOS.
LAB. CINETICA Y DISEÑO DE REACTORES
ING. JORGE AMUSQUIVAE FERNANDEZ
2
Validar la ecuación de balance de masa en el proceso de mezcla
continuo, contrastando las mediciones experimentales con los valores
obtenidos de la aplicación del balance de masa..
2. METODOLOGÍA.
2.1.







DESCRIPCIÓN DE EQUIPO Y MATERIAL.
Solución de sal común
Agua de la red de provisión
Tres recipientes, cada uno de 3 litros de capacidad
3 probetas, cada una de 500 ml
Densímetro
Equipo de agitación
Cronómetro
2.2.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.
Proceso semicontinuo:
 Preparar en dos de los recipientes, soluciones de sal con
concentraciones que serán asignadas por el jefe de laboratorio.
 Haciendo uso del densímetro, determinar los valores de la densidad
de cada solución que se ha preparado.
 Abrir al mismo tiempo las llaves de paso de dichos recipientes al
tercer recipiente.
 Determinar los caudales de trabajo, haciendo uso del cronometro y la
altura de nivel en cada recipiente.
Proceso continuo (continuación del procedimiento anterior)
 Poner en marcha el equipo de agitación en cuanto el tercer recipiente
se haya llenado con ambas soluciones, procediéndose a la mezcla
correspondiente.
 Medir el caudal de salida del tercer recipiente, haciendo uso de una
probeta de 100 ml y el cronómetro. También procédase a la
determinación de la densidad correspondiente.
2.3.

TRATAMIENTO DE DATOS
Registrar los datos en el siguiente cuadro:
LAB. CINETICA Y DISEÑO DE REACTORES
Nº de
recipiente
1
2
3
Densidad
(g/ml)
ING. JORGE AMUSQUIVAE FERNANDEZ
Concentración (de
tablas)
3
Caudal promedio
(ml/s)
Proceso semicontinuo
 Establecer el balance total y las ecuaciones de balance por
componentes.
 Identificar cada término y su valor correspondiente con las mediciones
efectuadas.
 Calcular el tiempo de llenado del tercer recipiente a través de la
formulación de balance de masa
 Compare el valor de la concentración final obtenida y el tiempo de
llenado por balance de masa con el valor experimental determinado y
calcule el error experimental.
Proceso continuo
 Establecer el balance total y las ecuaciones de balance por
componentes.
 Identificar cada término y su valor correspondiente con las mediciones
efectuadas.
 Tomando como base los datos de las soluciones iniciales, el caudal y
densidad de la mezcla final, resolver el sistema de ecuaciones para
determinar la concentración final.
 Compare el valor de la concentración final obtenida por balance de
masa con el valor experimental determinado y calcule el error
experimental.