UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOSFACULTAD DE QUIMICA E INGENIERIA QUIMICA

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA QUIMICADEPARTAMENTO ACADEMICO DE OPERACIONES UNITARIAS

EXAMEN FINALCURSO : MECANICA DE PARTICULAS Y OPERACIONES DE SEPARACIÓN DE FASESPROFESOR: Ing. CESARIO CONDORHUAMÁN CCORIMANYA, M.Sc.FECHA : 06 de diciembre de 2008 Duración: 2 horas.PROBLEMA 1 (8 puntos)Partículas sólidas que constituyen la masa catalítica empleado en procesos de reacción química, está contenida en una columna de 25cm de diámetro interno y 80cm de altura, las partículas ocupan el 80% del volumen de la columna. Las masas reactantes en fase gas se desplazan en este lecho a velocidad espacial de 250 m3/(h de gas y m3 de catalizador). La porosidad del lecho es de 0,35 y dadas las características de la reacción, el tamaño de las partículas ha de ser mínimo y la caída de de presión no debe exceder a 250mm Hg. La esfericidad del material sólido es 0,806. Bajo las condiciones técnicas expuestas Calcule el diámetro promedio de las partículas. Nota: la viscosidad del gas es 0,022cp siendo su densidad constante durante su paso en el lecho de partículas y su peso molecular es100. La presión y temperatura del sistema son 2 atm y 25 °C.

PROBLEMA 2(8 puntos)Una suspensión acuosa se filtra en un filtro de prensa de marcos y platos, la filtración se lleva a cabo a presión constante y temperatura de 25°C. La operación dura 160 minutos y se recolecta 2,5 m3/(m2 de área de filtración) de filtrado y la torta es incompresible. La torta se lava con agua a la misma temperatura y presión que la operación original, empleándose 0,5 m3/(m2 de área de filtración). La carga, descarga y limpieza de los marcos dura 50 minutos. Los marcos se sustituyen por otra donde el espesor es la mitad y el número de marcos es el doble comparado a los valores originales.1.- Calcule capacidad de filtración para los datos originales, expresada en m3 de filtrado/(h y m2 de área de filtración). 2.- Calcule la nueva capacidad media de filtración expresada en m3 de filtrado/(h y m2

de área de filtración). Suponga condiciones de filtración igual al original y con la resistencia del medio filtrante despreciable). PROBLEMA 2 (4 puntos)Pruebas de filtración a nivel de laboratorio con suspensiones acuosas de 1.5 % en peso de sólidos con densidad 2680kg/m3 y de la torta 1640kg/m3, se lleva la operación a 20°C y a varias presiones constantes. El filtro tiene una superficie de 1.85 m2, Los resultados de pruebas son:

P(kgf/cm2) 0,6 1,8 3,6

Kp(s/m6) 65,0 32,5 21,7Proponga una ecuación que permita estimar la resistencia específica de la torta en función de la caída de presión ΔP. Nota: los valores estimados por la ecuación propuesta deberá reproducir los datos con una desviación no más de 2.2 %.