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Balances de masa y energíA

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BALANCES DE MASA Y ENERGÍA

 

RODRIGO LONDOÑO GARCÍA

 

 

 

 

 

46 

Balances de masa y energía 

Respuestas: 0,298 lb sal / lb agua; 8500 lb; 102 lb. 

 

1.15.13

 Una lechada compuesta de un precipitado de TiO

2

 en una solución de agua salada se 

va a lavar en tres etapas como se muestra en le diagrama de flujo. Si la lechada de alimentación 

consiste de 1000 lb/h de 20% de TiO

2

, 30% de sal y el resto de agua, calcúlese la alimentación de 

agua de lavado a cada etapa. Supóngase que: 

(a) El 80% de la sal alimentada a cada etapa sale con la solución de desperdicio. 

(b) Se operan las etapas de manera que la lechada de salida contenga una tercera parte de sólidos. 

(c)  En  cada  etapa,  la  concentración  de  sal  en  su  solución  de  desperdicio  es  la  misma  que  la 

concentración de sal acarreada con la lechada de salida de la etapa. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Respuestas: 948,44 lb; 1200 lb y 1200 lb. 

 

1.15.14

 Un material que contiene 75% en masa de agua y 25% de sólidos se alimenta a un 

granulador a una velocidad de 4000 kg/h. Este material se mezcla dentro del granulador con el 

producto recirculado de un secador el cual se encuentra después del granulador. El material que 

sale del granulador y que alimenta al secador tiene 50% en masa de agua. El producto que sale 

del secador tiene 16,666% en masa de agua. En el secador se pasa aire sobre el sólido que se 

está secando. El aire que entra al secador contiene 3% en masa de agua y el aire que sale del 

secador  contiene  6%  en  masa  de  agua.  (a)  ¿Cuál  es  la  cantidad  de  producto  recirculado  al 

granulador? (b) ¿Cuál es la cantidad de aire alimentado al secador? 

Respuestas: (a) 3000 kg; (b) 87774,3 kg 

 


BALANCES DE MASA Y ENERGÍA

 

RODRIGO LONDOÑO GARCÍA

 

 

 

 

 

47 

Balances de masa y energía 

1.15.15

 Se bombea agua a alta presión a un proceso. Se desea añadir sal al agua con el fin 

de que ésta tenga un 4% de sal. Por la dificultad de introducir un sólido a una corriente de alta 

presión, se utiliza el siguiente procedimiento: parte del agua que entra es derivada a través de un 

recipiente donde llega a saturarse de sal. Esta corriente saturada se mezcla con la de agua pura 

para  obtener  la  solución  al  4%.  Si  la  concentración  de  la  solución  saturada  es  del  17%,  ¿qué 

porcentaje de agua debe ser derivada a través del saturador? 

Respuesta: 20,34%  

 

1.15.16

 Un flujo de oxígeno entra a un compresor a 298 K y 1 atm a una velocidad de 87 m

3

/h 

y se comprime a 358 K y 1000 atm. Calcúlese la velocidad de flujo del O

2

 comprimido, usando la 

ecuación de estado del factor de compresibilidad. 

Respuesta: 0,168 m

3

/h 

 

1.15.17

 Un cilindro de 5 pie

3

 que contiene 50 lb de propano se coloca en el calor del sol. Un 

manómetro indica que la presión es 665 psig. ¿Cuál es la temperatura del propano en el cilindro? 

Aplique la ecuación de Van der Waals con los siguientes valores de a y b: 

a = 9,24 x 10

6

 atm (cm

3

/g mol)

2

; b = 90,7 cm

3

/ g mol.  

Respuesta: 222,62 ° F

 

 

1.15.18

 Para un proceso se requieren 1000 pie

3

/min de aire a 75° F con humedad de 0,01808 

lb-mol agua/lb-mol aire seco. Para tal efecto se dispone de aire a 95° F con humedad de 0,05288 

lb-mol  agua/lb-mol  aire  seco,  el  cual  se  acondiciona  pasando  parte  de  él  por  un  enfriador 

– 

condensador donde pierde agua y sale a 50° F con humedad de 0,01226 lb-mol agua/lb-mol aire 

seco para luego ser mezclado con la corriente derivada y recalentado hasta los 75° F. Calcúlese 

el porcentaje de aire derivado. La presión de trabajo es de 1 atm. 

Respuesta: 14,34% 

 

1.15.19 

Cierto di

óxido de carbono contiene 0,053 lb mol de vapor de agua por lb mol de CO

2

 

seco a una temperatura de 35° C y presión total de 750 mm de Hg. 

(a) Calcúlese el punto de rocío y los grados de sobrecalentamiento de la mezcla. 



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