Re = Dνρ/μ

Procesos Industriales I
Ciclo lectivo 2011. Seminario 1
Seminario N° 1
Introducción a los cálculos ingenieriles
1.- Convertir, indicando claramente todas las conversiones empleadas:
a) 340 m/d a ft/h
b) 3 semanas a milisegundos
c) 58 lbm/ft3 a kg/m3
d) 120 kJ/min a HP
2.- Calcular:
a) el peso en lbf de un objeto de 10 lbm de masa
b) el peso en N de un objeto de 10 kg de masa
c) el peso en lbf de un objeto de 4539 g de masa
d) el peso en N y en lbf de 20 ml de de tetraclorometano si su gravedad específica es 1.595
3.- Qué es una ecuación dimensionalmente homogénea? Si una ecuación es dimensionalmente
homogénea, ¿es necesariamente válida? Y si una ecuación es válida, ¿es necesariamente
homogénea?
4.- La velocidad de nucleación de cristales de una sal en una solución de esa sal, puede
expresarse según:
r(cristales/min) = 200 D – 100 D2 donde D es el diámetro del cristal en mm
a) cuáles son las unidades de 200 y 100?
b) obtener la ecuación para r(cristales/s) en términos de D en pulgadas
c) calcular la velocidad de nucleación de un cristal de 0.050 pulg
5.- Un líquido tiene una gravedad específica de 0.5.
a) cuál es su densidad en g/ml, en g/cm3 y en lbm/ft3?
b) cuál es su volumen específico en el Sistema Internacional?
c) cuál es la masa de 3 cm3 de este líquido
d) cuál es el volumen en litros de una muestra que pesa 5 lbf?
6.- El número de Reynolds es un grupo adimensional definido, para el flujo en una tubería,
según:
Re = Dνρ/μ
Donde D es el diámetro de la tubería, υ es la velocidad del fluido, ρ es la densidad del fluido y μ
es la viscosidad del mismo. Cuando el valor del número de Reynolds es menor a 2100 el flujo es
considerado laminar y para valores superiores a 2100 se considera en general, un flujo turbulento.
Un solvente orgánico, metil-etil-cetona (MEK) tiene una gravedad específica 0.805 y su
viscosidad es de 0.43 centipoise (1 centipoise = 1*10-3 kg/m s). Determinar el tipo de flujo
cuando la MEK fluye a través de una tubería de diámetro interno de 2.067 pulgadas a una
velocidad de 0.048ft/s.
7.- La densidad del nitrobenceno es 1.2 g/ml. Calcular:
a) la masa contenida en 250 litros de nitrobenceno
b) el flujo volumétrico en ml/min si el flujo másico de nitrobenceno es de 30 lb/h
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8.- El ácido sulfúrico comercial tiene una concentración en peso del 98% de ácido, siendo su
densidad 1.96 g/ml. Calcular la relación molar de ácido a agua.
9.- Una solución acuosa de hidróxido de sodio contiene 30 gramos de NaOH por cada 100 ml de
agua. Si la densidad del agua es de 1 gr/ml y la de la solución es 1.05 g/ml, calcular:
a) % en peso de NaOH
b) masa de NaOH por gmol de agua
c) masa de solución que contiene 200 gramos de NaOH
d) volumen de solución que contiene 1,804.1025 moléculas de NaOH
10.- a) Calcular la masa y el número de moléculas de 2 gmol de ácido nítrico
b) Calcular la masa y el número de moléculas de 2 lbmol de ácido nítrico
Expresar los resultados de a) y b) en gramos y libras y compararlos. Qué conclusiones obtiene?
11.- Un reactor es alimentado con 1 lbmol de metano/minuto.
alimentación en:
a) masa de metano/minuto
b) gmol de metano/hora
Expresar esa velocidad de
12.- El flujo másico de n-hexano, C6H14 (ρ = 0.659 g/cm3) en una cañería es de 6.59 g/s.
Calcular:
a) el flujo volumétrico de n-hexano
b) el flujo molar de n-hexano en mol/s, en kmol/h y en lbmol/min
13.- Una mezcla de gases contiene cantidades equimolares de etileno (C2H4), etano (C2H6) y
propano (C3H8). Calcular:
a) peso molecular promedio
b) las fracciones másicas de los componentes de la mezcla
14.- Una mezcla de metano (CH4) y etano (C2H6) contiene 30% en peso de etano.
a) Calcular los gmol de cada componente en 200 Kg. de esta mezcla
b) Cuál debe ser el caudal másico de esta mezcla para tener un caudal molar de metano de 25
lbmol/seg?
15.- Una mezcla gaseosa posee la siguiente composición porcentual volumétrica: 46% CH4, 25%
O2 y 29% N2
Calcular:
a) Fracción molar del gas
b) Presión parcial de cada gas si la presión total es de 3 atmósferas
c) Fracción másica de cada gas
d) Peso molecular de la mezcla gaseosa
16.- Un reactor es alimentado con aire e ingresan al mismo 100 kg/h de oxígeno. Calcular:
a) flujo másico total alimentado
b) flujo molar total alimentado
c) caudal volumétrico si la temperatura de la alimentación es de 100°C a una presión de 1,2 atm
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d) Calcular la presión parcial de los componentes alimentados en c)
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