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BALANCES DE MASA Y ENERGÍA

 

RODRIGO LONDOÑO GARCÍA

 

 

 

 

 

28 

Balances de masa y energía 

Velocidad de flujo molar = 920 kg/h*1 kmol/44 kg = 20,91 kmol/h. 

P*V/ (Pe*Ve) = n*T/ (ne*Te) 

→ V = (n/ne)*(T/Te)*(Pe/P)*Ve. 

V = (20,91 kmol/h / 1 kmol)*(553K/273K)*(1 atm/2,8 atm)*22,415 m

3

 = 339,1 m

3

/h. 

 

1.9.2 

Un flujo de aire entra a un tubo de 7,50 cm de diámetro interior a una velocidad de 60,0 

m/s a 27° C y 1,80 bares (manométrica). En un punto de la línea, el aire fluye a través de un tubo 

con diámetro interior de 5,00 cm. a 60º C y 1,53 bares (manométrico). ¿Cuál es la velocidad del 

gas en este punto?. La presión atmosférica es 1 atm. 

 

Base de cálculo: 1 s. 

V = 

π*(0,0375)

2

*60 m

3

 = 0,265 m

3

V

1

 = 0,265 m

3

; T

1

 = 300K; P

1

 = 1,80 bar + 1,01325 bar = 2,81325 bar. 

T

2

 = 333K; P

2

 = 1,53 bar + 1,01325 bar = 2,54325 bar; n

1

 = n

V

2

 = (n

2

/n

1

)*(T

2

/T

1

)*(P

1

/P

2

)*V

1

 = (333K/300K)*(2,81325 bar/2,54325 bar)*0,265 m

V

2

 = 0,325 m

V

2

 = 

π*r

2

2

*x

2

 

→ x

2

 = V

2

/(π*r

2

2

→ x

2

 = 0,325 m

3

/(π*0,025

2

 m

2

) = 165,52 m 

Velocidad del gas = 165,52 m/s. 

 

1.9.3

  Un flujo de nitrógeno seco y caliente fluye a través de una unidad del proceso que contiene 

acetona líquida. Una porción sustancial de la acetona se evapora y sale con el nitrógeno. Los gases 

combinados  salen  de  la  unidad  de  recuperación  a  220°  C  y  1.1  bars,  y  entran  a  un  enfriador 

– 

compresor,  donde  una  porción  de  la  acetona  se  condensa.  Los  gases  restantes  salen  del 

condensador a 10° C y 40 bars. La presión parcial de la acetona en la alimentación del condensador 

es  de  0,110  bar,  y  la  del  gas  de  salida  es  de  0,133  bar.  Considere  que  el  gas  se  comporta 

idealmente. 

(a) Calcule la masa de acetona condensada (kg) y el volumen del gas que sale del condensador 

(m

3

) para una base de 1 m

3

 del gas que alimenta el condensador. 

(b) Considere que la velocidad de flujo del gas que sale del condensador es de 20 m

3

/h. Calcule la 

velocidad (kg/h) a la que se evapora la acetona en la unidad de recuperación del disolvente. 

 



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