C cm D cal G C F cm p p pie hr BTU cal F pie hr D

240
Modelo de Respuestas
2ª Integral - Versión 1 - Lapso 2009-2; Fecha de Aplicación: 14-11-09
Universidad Nacional Abierta
Vicerrectorado Académico
Área: Ingeniería
Carrera: Ingeniería Industrial
M1
1.-
U1
1/2
O1
2
0,026G 0,6 BTU
2
252cal 1hr  1 pie   1 p lg  1,8 F

 
h


0, 4
2
1
BTU
60
min
12
p
lg

  2,54cm  1C
D hr  pie   F
2,11  10
G 0,6 cal
4
D 0,4 min cm 2  C
La constante sería 2,11x10-4 como se obtuvo.
2.- a) 1,704 lb de HNO3 + 1 lb de H2O =2,704 lb tot, entonces el % es
1,704/2,704=63%; b) (1,382lb/pie3 HNO3/1lb/pie3 H2O)*62,4 lb/pie3 H2O=86,2
lb/pie3 HNO3 y 86,2 lb/pie3*0,63=54,3lb/pie3 HNO3; c) PM HNO3=63 y m=13,8
Criterio de corrección: dé el objetivo por logrado si el estudiante respondió de
manera similar en ambas preguntas
M2
3.-
U2
O2
Base: 100 lb de agua evaporada
Entradas= Salidas
Balance total:
A = B + Q = B + 100
Balances en peso
Balance de celulosa: 0,20 A = 0,60B
El balance de celulosa comprende sólo 2 corrientes y permite establecer la
relación entre A y B, lo cual es lo importante porque se usará la celulosa
completamente seca como elemento de correlación.
B = 0,2 A/0,60= A/3
Sustituyendo:
A = A/3 + 100
(2/3) A = 100
A= 150 lb de pulpa inicial
Criterio de corrección: dé el objetivo por logrado si el estudiante obtuvo un
resultado similar
M2
U3
O3
CD: 1/1
4.- Nitrógeno adicional
Nitrógeno
V1(m3/min)
q1(molN2/min)
27°C,475 mmHg
Gas
q4(mol/min)
Compresor
Evaporador
Acetona líquida
400l/min, q2 (mol/min)
En
el
flujo
que
sale
(6,3x760)mmHg+763mmHg
Pa :501mmHg
ya(molC3H6O)
1- ya(molN2/mol)
6,3 atm mano,325°C
Nitrógeno adicional: 419m3/min,q3(mol/min)
del
compresor
P
=
Pman+Patm=
Prof. Belkis Velásquez
Coordinadora de Ingeniería Industrial Prof. Anel Núñez
240
Modelo de Respuestas
2ª Integral - Versión 1 - Lapso 2009-2; Fecha de Aplicación: 14-11-09
Universidad Nacional Abierta
Vicerrectorado Académico
Área: Ingeniería
Carrera: Ingeniería Industrial
2/2
P = 5550 mmHg, con lo cual hallamos las fracciones molares:
ya = (501 mmHg)/ 5550 mmHg) = 0,0903 mol Acetona/ mol total
1- ya = 0,9097 mol Nitrógeno/mol total
q3= (419m3/min)/0,0224m3mol-1 a condiciones normales)= 18700 mol/min
q2 = (400lt/min)x(800g/lt)(1mol/58,1gr)= 5508 mol C3H6O
q2=q4ya, entonces: q4 = 60996,7 mol/min
Balance total en moles:
q1 + q2+ q3 += q4, de donde: q1 = 36778,7 mol/min.
Ley de gases ideales, con T1= 300K y P1= 475 mmHg man + 760 mmHg = 1238
mmHg
36778,7mol / min 0,0224m 3 300 760mmHg
N
V1  q1
 555,8m 3 2
min
1mol 273 1238mmHg
Criterio de corrección: Dé el objetivo por logrado si el estudiante obtuvo un
resultado similar bajo un procedimiento lógico, el cual se debe exigir.
M3
U4
O4
5.- Suponiendo proceso reversible, Ev = 0 y en caso de que la bomba sea
100% eficiente, la ecuación para el trabajo es:
p2
Wˆ    Vˆ dp
p1
De la tabla, el volumen específico del agua líquida es 0,01608 pie3/lbm a 80 °F y
de 0,01613 pie3/lbm a 100 °F. Por practicidad, el agua no es compresible, por lo
cual el volumen específico puede tomarse como 0,0161 pie3/lbm
1000
Wˆ  
 0,0161dp  0,0161(1000  100) 
1001
 14,5lb f ( p lg) / lbm  2,68BTU / lbm  2,68BTU / min
= aprox. 270 BTU/min. Este desarrollo se había supuesto como dato pero sirve
de comprobación.
Sabiendo que Ev=120 pies lbf/lbm , entonces:
Ev 
120 pies  lbf
1BTU
1lbm
 0,15BTU / min
1lbm
778 pies  lbf min
W  ( 2,70  0,15)  2,55BTU / min
El signo menos indica que el trabajo se realiza en el sistema
La capacidad del motor de la bomba deberá ser:
2,55BTU 1 1 min 1,415hp
 0,10hp
min
0,60 60seg 1 BTU seg
Criterio de corrección: dé el objetivo por logrado si el estudiante obtuvo un
resultado similar por éste u otro procedimiento válido
FIN DE MODELO
Prof. Belkis Velásquez
Coordinadora de Ingeniería Industrial Prof. Anel Núñez