ESTRUCTURAS DE LOS ESTRUCTURAS DE LOS PROCESOS INDUSTRIALESPROCESOS INDUSTRIALES

Son un medio de análisis de los recursos que intervienen en un

proceso industrial

FLUJOS PARA LAS ESTRUCTURASFLUJOS PARA LAS ESTRUCTURAS

• Desde la materia• Desde la energía• Desde la información

PROCESO INDUSTRIAL

Material Material

Energía Energía

Información Información

INTRODUCCIÓN:INTRODUCCIÓN:DIMENSIONES Y UNIDADESDIMENSIONES Y UNIDADES

• Dimensión: característica medible y se pueden clasificar en primarias y secundarias, o básicas y derivadas. Donde las primeras se hallan directamente y las segundas indirectamente, es decir, a partir de las primeras.

• Unidad: es la expresión de una dimensión.• Sistemas dimensionales: son las agrupaciones de

las dimensiones con sus respectivas unidades.

SISTEMAS DIMENSIONALESSISTEMAS DIMENSIONALESSISTEMA DIMENSIONAL MASA LONGITUD TIEMPO FUERZA FACTOR DE

CONVERSIÓN

ABSOLUTOS

M.K.S. kg m s

DerivadaLos tabulados para cambio de unidades

C.G.S. g cm s

F.P.S. lb ft s

INGENIERÍA* O GRAVITACIONALES

M.K.S. kgm m s kgf

C.G.S. gm cm s gf

F.P.S. lbm ft s lbf

2

8,9

skgf

mkgmgc ⋅

⋅=

2

980

sgf

cmgmgc ⋅

⋅=

2

2,32

slbf

ftlbmgc ⋅

⋅=

*Desarrollados por Newton, así:

F

amg

amg

F

amkF

amF

c

c

⋅=

⋅=

⋅⋅=⋅

1

α

EJERCICIOSEJERCICIOS

1. Encuentre la energía cinética de una tonelada de agua que se mueve a 60mi/h, expresada en los dos sistemas dimensionales.

2. En un manómetro en U, el líquido manométrico es agua y, presenta una lectura de 36,3 cm de agua. Cuál es el valor de la presión en los dos sistemas dimensionales?

CONCEPTO DE MOLCONCEPTO DE MOL

• Es otra forma de expresar la cantidad de material

• El Comité Internacional de Pesos y Medidas definieron a 12g de C12 como el patrón de la unidad molar. Por lo tanto, cualquier sustancia o componente que contenga 6,02 x 1023 entidades elementales*, corresponde a 1mol

*átomos, moléculas, iones, electrones, radicales….

UNIDADES MOLARESUNIDADES MOLARESSISTEMA

DIMENSIONALUNIDAD MOLAR

PESO MOLECULAR

M.K.S. molkg , kgmol

C.G.S. mol , molg , gmol

F.P.S. lbmol , mollb

Fuera de los sistemas tmol , molt

mol

masaPM =

kgmol

kg

molkg

kg

gmol

g

mo

g

mol

g

lg

lbmol

lb

mollb

lb

tmol

t

molt

t

• Colombia reconoce el Sistema Internacional (SI) para las unidades que debe emplear la industria. Puede consultarlo en el siguiente URL: http://www.sic.gov.co/Estudios/Siu.php#_Toc517148968

• Además, son de carácter obligatorio según documento de la Superintendencia de Industria y Comercio del Ministerio de Comercio, Industria y Turismo:http://www.sic.gov.co/pdf/Circular%20unica/Titulo%20VI%20Metrologia%20.pdf

Los factores de conversión de las unidades molares son los mismos de las unidades de masa.

EJERCICIOSEJERCICIOS• Convierta 39,8kg de sal (NaCl) en 100kg de

agua (H2O), en kgmol de Na Cl por kgmol de H2O

• Cuántas lbmol de NaNO3 hay en 100lb

• Una lbmol de CH4 por minuto alimenta un intercambiador de calor. ¿Cuál es su equivalencia en kgmol/s?

• Cuál es el peso molecular del ácido acético CH3COOH

COMPOSICIONES DE LOS MATERIALESCOMPOSICIONES DE LOS MATERIALES

• La composición o análisis de los materiales se refiere a las expresiones de las cantidades de componentes en los mismos. Esta puede ser decimal o de relación

• Composición decimal: expresa los componentes de los materiales sobre la unidad seguida de ceros, como:– Fracción: unidad (1)– Porcentaje: 100– Partes por…..: 10, 1000, …..106, 109

EJERCICIOSEJERCICIOS

• El aire presenta una composición molar de 79% de nitrógeno y 21% de oxígeno. Expresar la composición del aire en porciento en masa

• El ácido sulfúrico comercial es 98% H2SO4 y 2% H2O. Cuál es la relación molar de H2SO4 a H2O

• Una mezcla n-butano, n-pentano y n-hexano sometida a licuefacción tiene la siguiente composición en por ciento:

n-C4H10 50, n-C5H12 30, y n-C6H14 20. Para esta mezcla calcule: la fracción en masa; la fracción molar; el porciento molar de cada componente; el peso molecular promedio; y la composicicón porcentual en masa con base libre de n-butano

• Composición de relación: expresa los componentes de los materiales sobre relaciones de masa, de volumen, de moles o de combinación entre las anteriores dimensiones. Por ejemplo:

• Densidad: es la composición más importa de las de relación y en la industria se expresa en escalas reconocidas, como: °API, °Baumé, °Brix. °Gay Lussac

• Densidad relativa: es la relación entre dos densidades, la del material y la de referencia

• Volumen específico: es la relación inversa de densidad

aguademl

saldeg

60

15

• La densidad relativa del acero es 7,9. Cuál es el volumen en ft3 de un lingote de acero que pesa 4000 lb

• Un recipiente maneja 1,704 lb de HNO3/lb de H2O y tiene una densidad relativa de 1,382 a 20°C. calcule la composición de las siguientes formas: % en masa de HNO3; lb de HNO3/ft3 de solución; relación M/N

EJERCICIOSEJERCICIOS

BIBLIOGRAFÍABIBLIOGRAFÍA

• La mayoría de ejercicios son del libro: HIMMELBLAU, David. Balance de materia y energía. Prentice Hall. México. 1988

• PRIETO, Lena. Manual de Procesos Industriales. Volumen II. PUJ. Bogotá. 2004