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• Damian Plascencia

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1. Enliste cuando menos 4 propiedades del R-11 obtenidas de tablas (anexe). I.

0°C, 40.196 kPa, 1534 kg/m3, 200 kJ/kg

II.

40°C, 174.437 kPa, 1440 kg/m3, 235.1 kJ/kg

III.

100°C, 823.922 kPa, 1276 kg/m3, 291.5 kJ/kg

IV.

160°C, 2490.382 kPa, 1045 kg/m3, 356.1 kJ/kg

2. Enliste las mismas propiedades obtenidas del diagrama P-H (anexe). I.

0°C, 200 kJ/kg, 0.04 MPa, 1550 kg/m3

II.

40°C, 237 kJ/kg, 0.16 MPa, 1445 kg/m3

III.

100°C, 292 kJ/kg, 0.8 MPa, 1275 kg/m3

IV.

160°C, 358 kJ/kg, 3 MPa, 1050 kg/m3

Todos los valores de las propiedades que se mostraron anteriormente son valores aproximados, ya que depende de la persona, determina un valor apropiado.

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3. Encuentre S como líquido saturado a 30 Buscando un diagrama más completo, en Manual del ingeniero Químico (Perry) se encontró el siguiente diagrama.

Haciendo la conversión a MPa de los Psi 1 Psi = 0.00689475729 MPa 30 Psi = 0.206 MPa Localizando el punto en el diagrama, se puede leer que S= 1.15 KJ/Kg °K

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4. Encuentre

( ) a 30

y 320°F.

Haciendo la conversión a MPa de los Psi 1 Psi = 0.00689475729 MPa 30 Psi(

) = 0.206 MPa

320°F = 160 °C Leemos la densidad en la intersección de la presión y la temperatura: 30 kg/m3

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5. Encuentre la

( ) como líquido saturado a 30

:

(a) De tablas.

Haciendo la conversión a MPa de los Psi 1 Psi = 0.00689475729 MPa 30 Psi(

) = 0.206 MPa = 206 kPa

Interpolo para conocer el valor exacto de la densidad, con la ecuación: y= A+Bx La presión en mi variable “x” y la densidad es mi variable “y”. y con la ayuda de la calculadora obtengo los valores de A y B: A: 1510.67 B: -0.40513385 Como quiero saber el valor de la densidad a los 206 kPa, 206 es mi “x” y= 1510.67– 0.40512(206)= 1427.21528 kg/m3 5

Por lo tanto, la densidad correspondiente a las condiciones indicadas, es: 1427.21 kg/m3. (b) Utilizando la Ecuación de Rackett.

Donde:

Datos: Vc = Masa Molecular: 137.7 kg/kgmol R=8.314 J/kgmol k Tc= 198 °C= 471 K = 388.4 °F Pc= 43.8 bar = 43 800 000 Pa T=? Conozco su valor interpolando, utilizando los valores de la tabla anterior donde mi variable “x” es la presión y la temperatura es mi variable “y” y con la ayuda de la calculadora obtengo los valores de A y B: A: 11.73, B: 0.162053, x=206 kPa  y= 45.11, Por lo tanto, y=45.11°C = 318.11 K Tr=

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Zc=? Obtengo su valor con el diagrama de la carta generalizada, pero me falta saber el valor de la presión reducida y lo sé de la siguiente manera: 30 Psi(

) = 0.206 MPa = 206 kPa

Pr=

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Zc = 0.94 Sustituyo todos los datos en la Ecuación de Rackett:

(

)

(

6. Encuentre

)

en el punto normal de ebullición (

)

a) Utilizando tablas o diagramas Usando el diagrama encontrado en el Perry, ubicamos este en 0.1 MPa que equivalen a 1 atm La entalpía en la parte derecha es 400 KJ/kg y en la parte izquierda es 220 KJ/kg Entonces b) Utilizando la Ecuación de Riedel La ecuación de Riedel dice que:

Pc (Presión Crítica)= 43.27 atm (Dato encontrado en Chemical Engineers Handbook) Tn(Temperatura Normal de ebullición) = 297 K Tc(Temperatura Crítica) = 471 K Trn(Temperatura Normal reducida)= 0.6305 Con estos datos se sustituye en la Ec. De Riedel 8

1 gmol de R11 equivale a 137.7 entonces: (

)(

)(

)

Este valor coincide con el encontrado anteriormente, lo que nos dice que esta fórmula es muy confiable.

7. Encuentre

a 30 #

a) Utilizando tablas o diagramas Nos volvemos a ubicar en el mismo diagrama, y en el punto que encontramos en el reactivo 3, pero ahora sacando la entalpía de vaporización que es la diferencia entre la entalpía de vapor saturado y la entalpía del líquido saturado entonces:

b) Utilizando la correlación de Watson La correlación de WATSON dice que:

Dónde: Es el calor de vaporización de referencia, en este caso se usara el calor normal de vaporización (obtenido en el reactivo 6) Es el calor de vaporización que se desea encontrar Es la temperatura reducida de referencia, en este caso el valor es de 0.6305

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es la temperatura reducida en las condiciones dadas, si se observa el diagrama se lee que la temperatura es aproximadamente 44 °C = 318 K, por lo que dividiéndola entre la Tc, obtenemos Tr1 = 0.6751 Entonces:

(

)

Este resultado es muy parecido al encontrado en el inciso anterior, de aquí podemos decir que la correlación de Watson tiene muy buenas aproximaciones. 8,9, 10. – Por una tubería de 2’’ de φ circulan 10 lb/min. de R-11 a 30 # y 320°F . ¿Cuál es la velocidad del refrigerante? ¿Es adecuado esta velocidad para la transferencia de calor?

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Sabemos que ṁ es 10 lb/min y conocemos el volumen específico que lo sacamos del diagrama y es 2.4

.

Q = Flujo de calor que entra, el calor que tengo que agregar. Q = (ṁ) ÷ (ρ) = (ṁ) ÷ ( ) Q = (10

(

) = 24

Ahora sabemos que el flujo de calor es igual a: Q= ѴA Dónde: Ѵ = velocidad A = Área Despejando la velocidad nos queda: Ѵ=

sustituyendo queda

Sabemos que el área es:

Ѵ= (*) = (.167 ft

=

= 1090.91

= .022

*Para esto tenemos que convertir φ (diámetro) en pies.

Φ = 2’’ (

= .167 ft

Por lo tanto la velocidad nos queda: 1090.91 Ѵ = 1090.91

(

)(

) = 5.54

¿Cuál es la velocidad del refrigerante?

Ѵ = 5.54

¿Es adecuado esta velocidad para la transferencia de calor?

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No, porque la velocidad es muy alta en muy poco tiempo, lo que hace que exista poco tiempo para que se transfiera adecuadamente el calor, es decir muy poco tiempo de contacto y esto provocará que no exista intercambio de temperaturas. Bibliografia Robert H. Perry, Green Don W., Perry’s Chemical Engineers Handbook Volume I, 8th Edition. Varela S. Jaime, Uso de tablas y diagramas así como de fórmulas empíricas, (Sin fecha), Unison. (Sin autor), Enciclopedia de los gases: Tricloromonofluorometano, características físicas

y

químicas.

Consultado

el

día

15

de

Noviembre

del

2013

en:

http://encyclopedia.airliquide.com/encyclopedia.asp?GasID=85&CountryID=19&Langua geID=9

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UNIVERSIDAD DE SONORA UNIDAD REGIONAL CENTRO DIVISIÓN DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA QUIMICA Y METALURGIA CARRERA: INGENIERIA QUIMICA

TAREA SOBRE REFRIGERANTE R-11

PLASCENCIA MARTINEZ DAMIAN FRANCISCO GRUPO 01 TERMODINAMICA II

Hermosillo, Sonora a 19 de Noviembre del 2013.

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