Una corriente formada por los seis hidrocarburos

Termodinámica Avanzada para Ingenieros Químicos
Tarea 1
Resuelva los siguientes problemas utilizando Maple como herramienta.
Problema 1
Una corriente formada por los seis hidrocarburos se somete a una separación
súbita adiabática, en un tanque que opera a 300 psia. La entalpía de la
alimentación HF es13 210 Btu/lbmol. Para un flujo de 1000 lbmol/h calcule:
1. La temperatura de operación del tanque
2. Las fracciones de los componentes en el vapor y líquido producto de la
separación
3. Los flujos molares de valor y líquido
Las constantes de equilibrio liquido-vapor pueden ser calculadas usando la
siguiente ecuación:
1
 Ki  3
2
3
   ai1  a2iT  a3iT  a4iT
T 
Componente
Zi
a1*102
a 2*105
a 3*108
a 4*1012
C2H4
0.02
-5.177995
62.124576
-37.562082
8.0145501
C2H6
0.03
-9.840021
67.545943
-37.45929
-9.0732459
C3H6
0.05
-25.09877
102.39287
-75.22171
153.84709
C3H8
0.10
-14.512474
53.638924
-5.3051604
-173.58329
n-C4
0.60
-14.181715
36.866353
16.521412
-248.23843
i-C4
0.20
-18.967651
61.239667
-17.891649
-90.855512
Las entalpías molares parciales (Btu/lbmol) de líquido y vapor se pueden
calcular como:
H 
1/ 2
Li
 c1i  c2iT  c3iT 2
H 
1/ 2
Vi
 e1i  e2iT  e3iT 2
Componente
c1
c 2*10
c 3*105
e1
e 2*104
e 3*106
C2H4
-7.2915000
1.5411962
-1.6088376
56.79638
615.93154
2.408873
C2H6
-8.4857000
1.6286636
-1.9498601
61.33452
588.7543
11.948654
C3H6
-12.427900
1.8834652
-2.483914
71.82848
658.5513
11.299585
C3H8
-14.50006
1.9802223
-2.9048837
81.79591
389.81919
36.4709
n-C4
-20.29811
2.3005743
-3.8663417
152.66798
-1153.4842
146.64125
i-C4
-16.553405
2.161865
-3.1476209
147.65414
-1185.2942
152.87778
Nota : La temperatura de referencia para la entalpía es el líquido saturado a
-200° F
Problema 2
Un paracaidista de masa M kg salta desde un avión en t=0. Se puede suponer
que la velocidad vertical inicial del paracaidista es cero en t=0 y que la caída es
vertical. Si el arrastre aerodinámico esta dado por:
Faire  Cv2
donde C es una constante y v es la velocidad vertical (positiva hacia abajo).
Deduzca y resuelva una ecuación diferencial ordinaria para determinar la
velocidad vertical del paracaidista. Dibuje la grafica de cómo cambia la velocidad
del paracaidista en función del tiempo. Suponga M= 70 kg y C= 0.27.
Problema 3
Diseñe un programa de Maple que permita calcular y graficar la curva de
saturación, en función de la temperatura (curva psicrométrica) del sistema aguaaire a 1 atm.
El programa deberá poder, dada una temperatura encontrar la humedad
absoluta de saturación y viceversa. Mostrando además, el punto referido sobre
la figura Y vs. T.
Nota: Se deben emplear los datos reales de presiones de vapor del agua, que
se pueden encontrar en cualquier libro de termodinámica. NO UTILICE
ECUACIONES PARA CALCULAR ESTOS DATOS.