Guía de ejercicios - Facultad de Ingeniería - UBA

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Guía de ejercicios Rev 3 Página 34 10. Compresor centrífugo para una mezcla de gases. 76.49 Operaciones de Transferencia de cantidad de movimiento y energía Facultad de Ingeniería UBA En una planta de reforming catalítico se utiliza un compresor centrífugo para recircular 20.000 kg/h de un gas de proceso formado por una mezcla de hidrógeno e hidrocarburos livianos con una relación de calores específicos k = 1,35 y un peso molecular promedio de 10 kg/kmol. El gas se recibe a 3 MPa(a) y 35 ºC y se lo comprime hasta 3,6 MPa(a). Para una eficiencia politrópica estimada en un 70% se pide calcular: a) El coeficiente politrópico de la evolución. b) La temperatura de descarga. c) La potencia en el eje para un rendimiento mecánico del 90%. 11. Compresor centrífugo para aire. Un compresor centrífugo debe aspirar 8.000 m 3 /h de aire a 20 ºC y a una presión ambiente de 740 mmHg(a) para inyectarlos en un conducto a una presión de 50 kPa(g). Se pide: a) Calcular el coeficiente politrópico de la evolución y la temperatura de descarga si la eficiencia politrópica es del 73%. b) Estimar la potencia en eje si el rendimiento mecánico es del 92%. c) Determinar el diámetro de la garganta de una tobera convergente ideal que instalada en la salida del compresor y descargando a la atmósfera mantenga la presión de 50 kPa(g) en la salida del compresor cuando éste aspire los 8.000 m 3 /h especificados. 12. Compresor centrífugo para metano. Un compresor aspira 12.000 Nm 3 /h de metano (medidos a 760 mmHg(a) y 15 ºC) desde un recipiente a 500 kPa(g) y 25 ºC y los inyecta a través de 60 m de cañería de acero comercial de 3" Sch 40 en un segundo recipiente que se mantiene a 1 MPa(g). A la salida del compresor y antes de la cañería el gas se enfría en un intercambiador hasta 40 ºC y pierde 0,5 kg/cm 2 (g). Se pide calcular: a) La caída de presión en la cañería b) La potencia requerida en el eje del compresor si se utiliza un compresor centrífugo con una eficiencia politrópica del 72% y un rendimiento mecánico del 95%. c) La potencia requerida en el eje del compresor si se utiliza un compresor alternativo con una eficiencia isentrópica del 85% y un rendimiento mecánico del 90%. d) El calor a eliminar en el intercambiador en ambos casos. Analizar si la diferencia entre ambos calores se corresponde con la diferencia entre las potencias recibidas por el gas en cada compresor. e) La potencia requerida en el eje del compresor si se utiliza un compresor centrífugo con una eficiencia politrópica del 72% y un rendimiento mecánico del 95%.
Guía de ejercicios Rev 3 Página 35 6 SEDIMENTACIÓN CUESTIONES PARA DISCUTIR 76.49 Operaciones de Transferencia de cantidad de movimiento y energía Facultad de Ingeniería UBA • ¿Qué mecanismos de sedimentación conoce?. • ¿Cómo varía el coeficiente Cd con la ley de Stokes, en la zona de transición y con la ley de Newton?. • Describa un tanque de sedimentación ideal. ¿Qué equipos industriales se asemejan a este modelo?. • ¿Qué es el factor de carga?. ¿Qué es el período de retención?. • Describa un tanque de sedimentación circular. ¿Qué equipos industriales se asemejan a este modelo? • Describa un desarenador. ¿Cómo elimina la arena sedimentada?. • ¿Qué es un hidrociclón? Haga un esquema. • ¿Qué es un clarificador primario? • ¿Qué es un equipo con simetría radial, y uno con simetría longitudinal?. • Describa el proceso de sedimentación por zonas. • Explique el método de laboratorio para obtener el tiempo de sedimentación en forma gráfica. • Haga un esquema de un clarificador rectangular y un clarificador circular de alimentación central. • ¿En qué se basa el método gráfico para determinar las áreas de clarificación y de espesamiento? • Describa en forma cualitativa el perfil de velocidades en un equipo circular de alimentación central.
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