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TALLERGUANo.1Introduccin FUNDAMENTOSDEPROCESOS INGENIERAINDUSTRIAL UNIVERSIDADDELVALLESEDEPALMIRA Qucantidadesdelassiguientesseencuentranen15Kmoldebenceno(C6H6)?(a)kgdeC6H6,b)molC6H6,c)lb moldeC6H6,d)moldeC,e)gdeH. Elcidosulfricoesunlquidoaceitosotransparente,incoloro,sumamentecorrosivo.Laconcentracinmnimade cidosulfricoquepuedeolerseenelairees1miligramopormetrocbicodeaire(mg/m).Siustedestexpuesto acidosulfricoconcentradoenelaire,experimentarirritacindelanarizydetectarelolorpenetrantedelcido sulfrico.Cuandoelcidosulfricoconcentradosemezclaconagua,lasolucinalcanzaunaaltatemperatura.El cido sulfrico concentrado puede encenderse o explotar cuando entra en contacto con muchas sustancias qumicas, como por ejemplo acetona, alcoholes yalgunos metales finamente divididos. Cuando se calienta emite vapores sumamente txicos, entre los que se incluye el anhdrido sulfrico. Es la sustancia qumica de ms alta produccin en EstadosUnidos. Se usa en la manufactura de abonos,explosivos, otros cidos y pegamento; en la purificacindepetrleo,eneltratamientodemetales;yenbaterasdeplomocido(eltipocomnmenteusadoen vehculos motorizados). El cido sulfrico se puede encontrar tambin en el aire en forma de pequeas gotas o puedeestaradheridoaotraspartculaspequeasenelaire. Semezclan100gdeaguacon100gdeH2SO4.CuntosgmoldeH2SO4hayporcadagmoldeagua? LaprincipalfuentedeCaeselcarbonatoclcico(CaCO3)obtenidodirectamentedeyacimientosdepiedracaliza.Su contenido en Ca est en torno al 38% dependiendo de la riqueza en calcita de la materia prima original. Por su origen,elCaCO3incluyecomocontaminanteotrosminerales,comoMg,FeyCu. Semezclan20kgdeCaCO3purocon45kgdecalizacuyacomposicinenpesoes:81%deCaCO3,10%deMgCO3y 9%deH2OCuleslacomposicinenpesodelamezcla? Unmineraldehierrocontiene:80%deFe2O3enpeso,1%deMnO,12%deSiO2,3%deAl2O3y4%deH2O.Porcada toneladademineralcalcular: a. LoskgdeFeysuporcentaje b. LoskgtomodeSi c. LoskgmoldeH2O d. Loskgmolde02 Se mezclan 150 lb de un slido hmedo que contiene 75% de agua en base seca, con 18 lb de agua cul es el porcentajedeaguadelamezclaresultanteenbasesecayenbasehmeda? En la produccin de un medicamento con peso molecular de 192, la corriente de salida del reactor fluye a una velocidadde10.3L/min.Laconcentracindelmedicamentoesde41.2%(enagua)yelpesoespecficorelativodela disolucines1.025.Calculelaconcentracindelmedicamentoen(kg/L)enlacorrientedesalida,ylavelocidadde flujodelmedicamentoenkgmol/min. Ungascombustibletienelasiguientecomposicinmolar:O25%,N280%yCO15%.Calcular a. Lamasamolecularmedia b. Lacomposicinenpeso Unasolucinacuosaa25Cquecontiene35.0%porpesodeH2SO4(cidosulfrico)tieneunagravedadespecfica de1.2563.Serequiereunacantidaddelasolucinal35%quecontenga195.5kgdeH2SO4. a. Calculeelvolumennecesario(L)delasolucinutilizandolagravedadespecficaqueseindica.

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TALLERGUANo.1Introduccin FUNDAMENTOSDEPROCESOS INGENIERAINDUSTRIAL UNIVERSIDADDELVALLESEDEPALMIRA Estime el porcentaje de error que hubiera resultado si se hubieran usado las gravedades especficas de los componentespurosdelH2SO4(S.G.=1.8255)ydelaguaparaelclculo,envezdelagravedadespecficadela mezclaindicada.

Elanlisisdeuncarbnbituminosodegradomedioproducelossiguientesresultados: Componente Porcentaje S 2 N 1 O 6 Ceniza 11 Agua 3 ElresiduoesCyHconunarelacinmolariguala9.Calculelacomposicinenfraccinenpeso(masa)delcarbono omitiendolacenizaylahumedadyescribadenuevolatabladecomposicincompletaparaelcarbn. 10. Unamezclademetanoyaireslopuedeinflamarsesielporcentajemolardemetanoseencuentraentre5%y15%. Unamezclaquecontiene9.0mol%demetanoenaireyquefluyeaunavelocidadde700.0kg/hsevaadiluircon airepuroparareducirlaconcentracindelmetanoallmiteinferiordeinflamabilidad.Calculelavelocidaddeflujo deairenecesariaenmol/hyelporcentajepormasadeloxgenoenelproductogaseoso.(Nota:considerequeel aireestformadopor21mol%deO2y79%deN2yquesupesomolecularpromedioesde29.0) 11. Laecuacindeestadodelosgasesidealesrelacionalapresinabsoluta,P(atm);elvolumenV(L);elnmerode moles,n(mol);ylatemperaturaabsoluta,T(K),deungas: PV=0.08206nT a. ConviertaestaecuacinaotraexpresinquerelacionesP(psig),V(ft),n(lbmol)yT(F) b. Unamezclagaseosacon30.0mol%deCOy70.0mol%deN2sealmacenaenuncilindroconvolumende3.5 ft a 85 F de temperatura. La lectura en el manmetro de Bourdon unido al cilindro es 500 psi. Calcule la cantidadtotaldegas(lbmol)ylamasadeCO(lbm)eneltanque. c. Culseralatemperaturaaproximadaalaquetendraquecalentarelcilindroparaaumentarlapresindelgas a3000psig,queesellmitemximodeseguridad?(Laestimacinsloconstituyeunaaproximacin,porquela ecuacindeestadodelosgasesidealesnoesprecisaapresionesaltas) 12. Ciertassustanciasslidas,llamadascompuestoshidratados,contienenproporcionesmolecularesbiendefinidasde aguaunidasaalgunaotraespecie,queamenudoessal.Porejemplo,elsulfatodecalciodihidratado(cuyonombre comnesyeso,CaSO42H2O)tiene2molesdeaguapormoldesulfatodecalcio;asmismo,sepuededecirqueun moldeyesoconstade1moldesulfatodecalcioy2molesdeagua.Elaguaquecontienetalessustanciassellama aguadehidratacin. Enuncristalizadorseformayesoslidoquesaledelaunidadcomounlodo(unasuspensindepartculasslidasen unlquido)formadoporpartculasdeyesoslidosuspendidasenunasolucinacuosadeCaSO4.Ellodofluyedel cristalizador a un filtro en el cual se recolectan las partculas como torta de filtracin. Dicha torta, que contiene 95.0%porpesodeyesoslidoyelrestodesolucindeCaSO4,sealimentaaunsecadorenelcualseextraetodael agua(incluyendoelaguadehidratacindeloscristales)paradarCaSO4anhidro(libredeagua)comoproducto.Un diagramadeflujoylosdatosimportantesdelprocesoaparecenacontinuacin: 9.

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TALLERGUANo.1Introduccin FUNDAMENTOSDEPROCESOS INGENIERAINDUSTRIAL UNIVERSIDADDELVALLESEDEPALMIRA Contenidodeslidosdellodoquesaledelcristalizador:0.35kgCaSO42H2O/Ldelodo ContenidodeCaSO4enellquidodellodo:0.209gCaSO4/100gH2O S.GCaSO42H2O=2.32,S.Gsolucioneslquidas=1.05 a. Tomandocomobaseunlitrodelasolucinquesaledelcristalizador,calculelamasa(kg)yelvolumen(L)de yesoslido,lamasadeCaSO4enelyeso,ylamasadeCaSO4enlasolucinlquida. b. Calcule el porcentaje de recuperacin de CaSO4 es decir, el porcentaje de CaSO4 total (precipitado ms disuelto)quesaledelcristalizadoryserecuperacomoCaSO4anhidroslido. Vaporde agua Torta CaSO4 de (acuoso) Lodo Secador Cristalizador Filtro filtracin Diagramadeflujoincompleto. Filtrado CaSO4 13. Lacompaadondetrabajafabricaenvolturasdeplsticosparaalmacenaralimentos.Laresistenciaaldesgarredela envoltura,que se representa como X, debe controlarsepara que esta puedadesprenderse del rollo sin esfuerzo, peroquealmismotiempo,seadifcilromperlaconelusonormal. Enunaseriedecorridadeprueba,sefabrican15rollosdeenvolturaencondicionescontroladascongrancuidadoy se mide la resistencia al desgarre de cada rollo. Los resultados se emplean como base de una especificacin de controldecalidad.SielvalorXparaunrolloqueseproducedespussealejamsdedosdesviacionesestndardel promedio correspondiente al periodo de prueba, se declara que el proceso est fuera de la especificacin y se suspendelaproduccinparaprogramarmantenimientoalequipo. Losdatosobtenidosenunaseriadepruebasonlossiguientes: Rollo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 X 134 131 129 133 135 131 134 130 131 136 129 130 133 130 133 a) Alimente en una hoja de clculo los datos de la serie de prueba y calcule la media de la muestra y la desviacinestndardelamuestra. b) Se obtienen los siguientes valores de resistencia al desgarre para los rollos producidos en 14 corridas consecutivasdeproduccinsubsecuentesalaseriedeprueba:128,131,133,130,133,129,133,135,137, 133, 137, 136, 137, 139. En la hoja de clculo, elabore una grfica de control de X contra el nmero de corrida,indicandoconlneashorizontaleslosvaloresquecorrespondana , 2 +2 delperiodo de prueba, e indique qu puntos corresponden a las 14 corridas de produccin qu mediciones ocasionaronquesesuspendieralaproduccin? c) Tras la ltimacorridadeproduccin, el ingeniero en jefe de la planta regresade vacaciones, examina el registrodiariodelaplantaycomentaqueesevidentequeelmantenimientoderutinanofuesuficientey quedebidetenerseelprocesoenalgnmomentodelasdossemanasenlascualesestuvoausentepara darmantenimientoalsistema.Cundohubiesesidorazonablehacerestoyporqu?

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TALLERGU ANo.1Intro oduccin FUNDAME ENTOSDEPRO OCESOS INGENI IERAINDUSTR RIAL UNIVERSIDADD DELVALLESED DEPALMIRA 14. Todoiba abieneneltur rnodelamedianochealas8 8:00a.m.enla aplantapiloto deBreauxBrid dgeDrugCo.,hastaque Therese Lagniappe,la operadoradelreactor,dej lahojadein nstruccionesde emasiadocerc cadelaestufaColeman pleabaparaca alentarelaguaconlacualpr reparabasuta asadecafcad dadoshoras.E Estoprovoclaprdida queemp totaldelahojadelaco orrida,delcaf yunaporcin nimportanted delanovelaqu ueLagniappeestabaescribien ndo. n siasta de su supervisor la ltima vez que le habl a m e medianoche, L Lagniappe Recordando la reacci poco entus a cidad de flujo requerida. Los dos lquidos que se alimentaban al s decidi confiar en su memoria para fijar la veloc deltanquedeagitacinerancidocirculos stoico(CSA:PM M=75,GE=0.9 GE=0.75). 90)yflubitol(FB:PM=90,G reactord El sistem produca un frmaco po ma opular OTC para curar de m manera simult nea la hipertensin y la to orpeza. La relacinmolardelasd doscorrientesdealimentaci ntenaquee encontrarseentre1.05y1.10 0moldeCSA/m moldeFB tarqueelcont tenidodelreac ctorformarauntapnslido o.Enelmomen ntodelacciden nte,lavelocida addeflujo paraevit deCSAe era45.8L/min n.Lagniappeajustelflujodeflubitolalva alorque,segn nella,estabae enlahojadelacorrida: 55.2L/m min.Hizoloco orrecto?Sinof fueas,cmopodrahaber aprendidoalgo odesuerror?(Nota:elreact torerade aceroino oxidable,locualimpedaver rsucontenido) ) un ) ue namiento fluct entre 10 y 400 cm ta y 15. El nivel de tolueno (u hidrocarburo inflamable) en un tanqu de almacen ode la parte superior del ta s anque.Como es imposible v el interior d mismo, se usa unman e ver del metro de respecto extremo abierto con agua o mercur como fluido manomtric para determ o a rio co minar el nivel del tolueno. S une un Se brazo de manmetro al tanque, a 500 cm de la parte superio Se mantiene una capa d nitrgeno a presin el o a or. de atmosfricasobreelco ontenidodelta anque. d t a. Cuando el nivel de tolueno en el tanque est 150 cm por debajo de la superficie (h = 150 cm) el nivel del doenelbrazo abiertodelm manmetroest justoen fluid el lugar donde el manmetro se conecta al tanque e a u R o Qu lectura, R (cm), se obtendra si el fluido man nomtrico es: (i) mercurio, (ii) agua? q qu fluido emp plearaenelmanmetro?porqu? funcionarael sistemasi b. Describalaformabrevecmof m e o o. el manmetro se llenara slo con tolueno Indique variasventajasde elfluidoqueeligiusarenelinciso(a) conrespectoaltolueno. sitodelacapadenitrgeno? c. Culeselprops

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