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Universidad de Guadalajara Centro universitario de ciencias exactas e ingenierías Licenciatura en ingeniería en alimentos y biotecnología

Balances de materia y energía Tarea: gases reales

Manuel Gómez Jiménez Código: 218698595

4.39: Se le pide diseñar un tanque de acero en el que se almacenará CO2, a 290 K. El tanque tiene un volumen de 10.4 m3 y se desea almacenar 460 kg de CO2 en él. ¿Qué presión ejercerá el CO? Utilice las cartas de compresibilidad Respuesta: El CO2 ejercerá una presión igual a 1993.9 KPa. Proceso:

Ubicando el valor de p:

4.40: Ya ha construido y probado el tanque del problema 4.39, y su jefe le informa que olvidó incluir un factor de seguridad en el diseño del tanque. Los resultados de las pruebas son satisfactorios hasta 3500 kPa, pero usted debería haber agregado un factor de seguridad de 3 al diseño; es decir, la presión del tanque no debe exceder (3500/3) = 1167 kPa, digamos 1200kPa. ¿Cuántos kg de CO2 se pueden almacenar en el tanque si se aplica el factor de seguridad? Utilice las cartas de compresibilidad. Respuesta: Se pueden almacenar 247.55 Kg de CO2 Proceso:

4.42 Las prácticas seguras en los laboratorios modernos exigen colocar los cilindros de gases en campanas o en pasillos de servicio. En caso de fugas, los gases tóxicos pueden eliminarse. adecuadamente. Un viernes, se recibe un cilindro de CO del distribuidor de gases con una lectura manométrica de 2000 psig y se coloca en el pasillo de servicio. El lunes, cuando usted se dispone a usar el gas, encuentra que el manómetro indica 1910 psig. La temperatura ha permanecido constante en 76°F, ya que el pasillo tiene clima artificial, por lo que usted concluye que el tanque tiene una fuga de CO (que es inodoro). a) ¿Cuál ha sido la tasa de fuga del tanque? b) Si el tanque se colocó en un pasillo de servicio con un volumen de 1600 ft3, ¿cuál será el tiempo mínimo necesario para que la concentración de CO en el pasillo alcance el “valor límite superior de umbral” (TLV-C) de 100 ppm establecido por la Comisión Estatal de Control de la Contaminación del Aire si el clima artificial no funcionó durante el fin de semana? c) En el peor de los casos, ¿cuál sería la concentración de CO en el pasillo si la fuga duró desde las 3 p.m. del viernes hasta las 9 a.m. del lunes? d) ¿Por qué no podrían ocurrir los casos b) o c) en la práctica?

Respuesta: a) La tasa de fuga es de 3.23×10 -5 mol/hr de CO b) El tiempo mínimo fue de .0812hrs c) d) debe de haber más parámetros y equipos que ayudan a detectar cualquier afectación o fuga que puede haber, además que el tiempo es muy poco para la concentración de gas que sale.

Proceso:

4.44 Mientras trataba de determinar la temperatura que se había alcanzado durante un incendio en una bodega, el investigador de incendios provocados notó que la válvula de alivio de un tanque de almacenamiento de metano se había abierto a 3000 psig, su valor especificado. Antes de que comenzara el incendio, es de suponer que el tanque estaba a temperatura ambiente, alrededor de 80°F, y el manómetro indicaba 1950 psig. Si el volumen del tanque era 240 ft 3 , estime la temperatura durante el incendio. Indique todas las suposiciones que haga. Respuesta: La temperatura durante el incendio fue de 704.04R Proceso: