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Title01 - Balance de Materia a Regimen Permanente
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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE QUÍMICA

LABORATORIO DE INGENIERÍA QUÍMICA 1

EXPERIMENTO 1:

BALANCE DE MATERIA A REGIMEN PERMANENTE

ALUMNO: VALENTE RAMÍREZ LUIS ÁNGEL

PROFESOR: HECTOR GERARDO MÉNDEZ FREGOSO

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2 DE SEPTIEMBRE DEL 2016

INTRODUCCIÓN

Los principios fundamentales dentro de la Ingeniería Química son sencillos en su
forma y enunciado, no obstante, a veces resulta complicado, y se requiere de
práctica para entender y aplicar los conocimientos adquiridos.
Un tema base dentro de esta rama es el balance de materia o masa, que de manera
sencilla consiste en un método matemático basado en la ley de conservación de
materia, en términos burdos lo que entra en un sistema sale o si es el caso se
acumula dentro de un sistema, el cual es imprescindible en cualquier proceso
dentro del sector industrial.
En el experimento, se estudia un proceso en régimen permanente, es decir, las
variables del proceso (temperaturas, presiones, volúmenes, velocidades de flujo) no
cambian con respecto al tiempo, excepto, por fluctuaciones pequeñas alrededor de
los valores promedio constantes.
Así pues, se sabe teóricamente que, para los procesos continuos, la ecuación
general de balance corresponde a la siguiente expresión:

Entrada + producción = salida + consumo

Esta ecuación general de balance puede escribirse para cualquier sustancia que
entre o salga de cualquier proceso, para cualquier especie atómica (balance parcial
de masa) o para las masas totales de los flujos de entrada y salida (balance total de
masa).
Cabe destacar que en nuestro proceso el término de acumulación en la ecuación de
balance debe ser igual a cero, de lo contrario, la cantidad de la sustancia en el
sistema debe necesariamente cambiar con el tiempo y, por definición, el proceso no
se llevaría a cabo en régimen permanente, asimismo como no ocurren reacciones
químicas, los términos de producción y consumo son iguales a cero.
Por lo tanto, la ecuación de balance de masa toma la forma:

Entrada = salida.
Desde luego, dentro del balance de materia se involucran variables tales como flujo
de entrada, flujo de salida, composiciones o concentración de las sustancias
involucradas en el sistema y la tarea de todo ingeniero químico es determinar cada
una para manejar adecuadamente cualquier proceso.

PROBLEMA:

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Determinar el flujo másico en g/min con el que se debe operar la bomba que
transporta la solución MEG-AGUA del tanque "A" al mezclador, así como su
composición en % masa, para que, al mezclarse con la corriente de flujo de
composición desconocida, que va del tanque "B" igualmente al mezclador, por la
acción de una bomba que opera en la posición No. 4 de su control de velocidad, se
genere una corriente de flujo en la salida del mezclador con el 20% en masa de
mono etilenglicol (MEG).

Materiales:

 15 vasos de
precipitado de 100
ml

 Cronometro
 Balanza digital
 Agitador magnético
 13 jeringas

 Refractómetro
 2 mangueras para

enfriamiento del
refractómetro

 Algodón
 Piseta con agua

destilada

 Mampara o
canastilla de
agitación

 Franela
 Bomba manual
 Vasi de precipitado

del 4 L.
 3 cubetas de 10 L.

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 CUESTIONARIO

 Actividades previas

1. Elaborar un diagrama de flujo en el que se describa claramente la parte del
proceso de mezclado con las corrientes de flujo.

2. Plantear la ecuación de balance total y la del
balance por componente, usando la nomenclatura indicada.





 XMEG(c)Fc = XMEG(A) FA + X MEG(B) FB

3. Identificar













F
m3

/s



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F g/min ✓ ✓


 XAgua g ✓

 XMEG g ✓

 ρ g/cm3





4. Formular un sistema de ecuaciones similar al punto 2 para cada una de las
velocidades en las que se operó la bomba “A”

























1) Con la información de las tablas 1 y 2,
resolver las ecuaciones del punto 4 para
determinar las concentraciones de
las corrientes A y B.

 En la tabla 1 se muestra que el flujo de la bomba “B” a una velocidad de 4 es:
946.99 ≈ 947.00

 Velocidad  Balance de Materia
 Número 3


1147.3

g
min

=947,00
g

min
+F A

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FA=199.4

 Número 6


1265.30
g

min
=947,00

g
min

+FA

 FA=318.00

 Número 8


1492.48
g

min
=947,09

g
min

+FA

 FA=545.48









2) Con el resultado obtenido en el punto anterior, resolver las ecuaciones del
punto 1 para determinar la respuesta del problema (el flujo masico en g/min
con el que debe operar la bomba A.











3) Con el valor del flujo másico determinado en el punto anterior, determine el
número de velocidad con la cual la bomba A debe operar.









4) Seleccione en la bomba A el número determinado en el punto anterior.







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