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• Fabian Dario Barrera Rodriguez

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PROCESAMIENTO DE ALIMENTOS 2012-1

APLICACIÓN SISTEMAS DE UNIDADES - CONSISTENCIA DIMENSIONAL 1. Conversión de unidades a. La constante R de los gases ideales tiene un valor de 0.082 atm l /gmol °K Calcular el valor de la constante en las siguientes unidades: (lbf/pulg2) * ft3 / lbmol °R J/kgmol °K b. Convierta una viscosidad de 1 cP a las siguientes unidades: kg/m s, lb/ ft s c. Convierta el valor de la aceleración de la gravedad de 9.8 m/s2 en: ft/h2, km/h2 d. Convierta un caudal de agua a 20°C de 60 m3/h en: m3/s, ft3/s, lb/s, kg/s. e. Convierta las unidades de la conductividad de kJ/(día m2/cm °C) al sistema de ingeniería (BTU/(h ft2 °F/ft)) f. El precio del Kw-h es de $284, si en cierta industria el consumo es de 1.6*105 lbf-pie, cuál será el costo de este consumo de energía? g. Expresar una presión de 100 kPa en lbf/pulg2 h. Expresar una temperatura de 600 °R en °C i. Calcular una conductividad de 0.02 Btu/hpie2°F/pie en Kcal/m°K 2. Sobre consistencia dimensional. a. Si la viscosidad () puede definirse como  = F * d / v * A Donde F: es el esfuerzo cortante (en unidades de fuerza) D: Distancia V: velocidad A: área En qué unidades se expresa la viscosidad en los sistemas CGS, MKS e inglés. b. El número de Reynolds está definido como: Nre = D V /  . Donde: D: diámetro de tubería V: velocidad de flujo del fluido : densidad del fluido : viscosidad del fluido Demuestre que es un número adimensional Calcule el valor del número de Reynolds en los siguientes casos: 1 2 3 4 D 20 pulg 20 ft 1 ft 2 mm V 10 ft/s 10 mi/h 1 m/s 3 cm/s  62.4 lb/ft3 1 lb/ft3 12.5 kg/m3 25 lb/ft3  0.3 lb/h ft 0.14 x 10-4 lb/s ft 2X10-6 cP 1X106 cP NRe SISTEMAS DE UNIDADES – CONSISTENCIA DIMENSIONAL Página 1 de 2

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c. La ecuación Q = U * A * T define la cantidad de calor que fluye en la unidad de tiempo. (U es el coeficiente global de transferencia de calor, A es el área de transferencia de calor y T es la diferencia de temperatura en el sistema de intercambio) Cuáles serían las unidades en que se expresa U para los sistemas MKS, CGS e inglés. d. La cantidad de calor transferido en la unidad de tiempo mediante el mecanismo de conducción puede ser calculado mediante la Ecuación de Fourier: Q = - K * A * T/ X en donde K es la conductividad térmica del material, A es el área de transferencia de calor perpendicular al flujo T es la diferencia de temperatura y X es el espesor de material. Determine las unidades en que se expresa la conductividad térmica para los tres sistemas de unidades. e. Muestre la consistencia dimensional de la ecuación de velocidad de una corriente de un fluido medida como un tubo de Pitot que está dada por: V = (2P/) (P diferencia de presión) f. Para la ecuación anterior, si la caída de presión es de 1.3 cm Hg, la densidad del fluido es de 1.86 gr/ml, cuál será la velocidad del fluido en ft/seg. 3. Composición: a. Una disolución líquida contiene 1.15% en peso de proteína, 0.27% de KCl y el resto es agua. El peso molecular promedio de la proteína es de 525000 g/mol. Calcular la fracción molar de cada componente en la disolución. b. Para una solución de sacarosa de 20 °Brix, determinar el porcentaje en peso de sacarosa, la densidad relativa y la densidad en gr/cm3 c. Una mezcla aire vapor de agua tiene una humedad de 0.016 lb de agua/ lb aire seco. Determine la composición porcentual. d. Una solución de NaCl al 20% p/p (25 C,  1.14533 gr/ml) expresar la composición en molaridad, molalidad y fracción masa. e. Una solución 11.43 M de H 2SO4 (20 C,  1.6105 gr/ml). Expresar en p/p, m, fracción en masa, fracción molar. f. El peso específico de una disolución de KOH a 15 C es de 1.0824 y contiene 0.813 lb de KOH por galón de disolución. Cuáles son las fracciones molares en la disolución.

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