0_Introducción al curso.ppsx

Procesos de Separación 1 – Repaso

General

Tecnológico Nacional de México Instituto Tecnológico de Toluca

Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica

Fluidos

• _{Es una sustancia que no resiste permanentemente la}

distorsión.

• _{Sustancia que no ofrece resistencia a la deformación por}

esfuerzo cortante.

• _{Es una sustancia que puede fluir. Incluye líquidos, gases y}

vapores.

Densidad

Líquidos

(Incompresibles)

Gases

Temperatur a

Temperatur a

Fluidos compresibles e

incompresibles

• _{Que un tipo de fluido pueda ser considerado compresible o}

incompresible no depende sólo de su naturaleza o estructura interna sino también de las condiciones mecánicas sobre el mismo.

• _{Los líquidos pueden ser considerados sin problemas como}

fluidos incompresibles, aunque bajo condiciones extremas de presión muestran una compresibilidad estrictamente diferente de cero.

• _{Los gases debido a su baja densidad aún a presiones}

moderadas pueden comportarse como fluidos

Fluidos Incompresibles

• _{Todos los líquidos}

• _{Gases cuya densidad no se modifica apreciablemente, su}

densidad cambia en un valor no mayor al 10%, o se cumple alguno de los siguientes criterios:

v – velocidad del fluido

Ley de los gases ideales

• _{A temperatura y presión ambiente puede considerarse que}

la mayoría de los gases actúan como gases ideales.

• _{No es de aplicación precisa para los gases reales.}

• _{Para aire a 0}oC y 1 atm, la desviación de los gases ideales

es del orden de 0.1%

Pati to Pati

Ejercicio

Calcule la densidad a 25ºC y 560 mm Hg para el oxígeno. Expresa tu resultado en kg/m3

Pati to Pati

to

Respuesta: 0.964 kg/m3

Volumen Molar

• Un mol de cualquier gas ideal a 0oC y presión de 760 mm

Hg siempre ocupa un volumen de 22.41 litros

• _{Una lbmol a 760 mm Hg y 32} o_{F ocupa un volumen de 359}

ft3

• Una lbmol a 30 pulg Hg y 60 oF ocupa un volumen de 378

Mol

1 mol = 1 gmol

1 mol = 6.022 x10

átomos, iones, etc

Masa y Peso

1. Masa: Medida de la materia de un objeto. Es una cantidad escalar.

Factor g

_c

kg_m m s N

Métrico kg_m m s kg_f

Inglés lb_m ft s lb_f

Es la fuerza necesaria para

acelerar una masa de 1 kg

en 1 m/s2 Es la fuerza necesaria para

acelerar una masa de 1 kg

en 9.81 m/s2 Es la fuerza necesaria para

acelerar una masa de 1 lb_m en 32.174 ft/s2

Ejercicio

¿Cuál es la energía potencial en (ft)(lb_f) de un tambor de 100 lb suspendido a 10 ft arriba de la superficie de la Tierra?

Tipos de presión

• _{La presión se define como la fuerza normal a una}

superficie real o ficticia, ejercida por unidad de área en el sistema.

• _{Es la fuerza normal por unidad de área que actúa sobre las}

Presión atmosférica o

barométrica

• _{También llamada barométrica.}

• _{Es el peso del aire sobre la superficie terrestre.}

Varía con la altitud y la temperatura

A nivel del mar, a la presión atmosférica se le asigna el valor de 1 atm (101.325

kPa)

Presión manométrica

• _{Es la producida por un medio diferente al de la atmósfera.}

Por ejemplo: la presión ejercida por una columna de agua.

• _{La presión manométrica puede ser positiva o negativa, es}

decir, de vacío.

Presión Absoluta

• _{Es la presión real en un punto determinado del sistema.}

• _{Se calcula de la siguiente manera:}

man atm

abs

P

P

Carga hidrostática

• _{En hidráulica (por comodidad) las unidades que se suelen}

emplear para medir presiones son las equivalentes a la altura en metros de la columna de agua de superficie que ejercería dicha presión.

D

h

Fluido

Ejercicio

Una columna vertical de 30 m que contiene un líquido ( = 

1878 kg/m3) se encuentra en un lugar donde g = 9.65 m/s2.

Calcule la presión en la base de la columna. Exprese el resultado en kPa.

D

h Fluido

r

Ecuación de continuidad

r

_v

1

A

r

v

A

m

.

=

r

Q

.

m

.

=

r

v A

v

Q

.

=

_A

r

m

.

entrada salida

v

v

D_{1 D2}

r

Q

.

Relaciones de Equilibrio

• _{Los sistemas que están experimentando espontáneamente}

cambios, lo hacen en una dirección determinada, si se les abandona a sí mismos, alcanzarán un estado tal en que aparentemente no existe ninguna acción posterior (equilibrio)  2da Ley de la Termodinámica.

• _{Es necesario llevar a cabo un proceso en un tiempo}

Estados de un sistema

1. Régimen permanente o estacionario (equilibrio dinámico): en un punto cualesquiera las condiciones permanecen constante, aunque varían de una sección a otra. Característico de todos los procesos continuos.