Diseño de equipo térmico

1. Primer examen parcial ‐ Diseño de equipo térmico
Periodo 2014B
Docente:Dr. BerndWeber 30 de septiembre 2014
PARTE 1 (4 Puntos cada una)
1. . Las bombasde losquemadoresdieselbombeanunsobrante de combustible.¿Qué pasa
con el (dos posibilidades)?
2. ¿En qué unidadse especificael caudal nominal de unaboquillade atomizaciónyaqué se
refiere el término"nominal"?.
3. ¿Explicacualessonlaszonasque se distinguenenunhogarde lechode parilla?
4. ¿Cuál esla diferenciaentre unconohuecoyun cono sólidoenunaboquillade atomización?
5. ¿Qué fluidossecundariosse utilizaenlos quemadoresde aceite tipoinyectores?
6. Los lechos fluidizados utilizanmaterialessecundariosparaefectuarlaincineración. ¿Cuáles
son yqué funcióntienen?
PARTE 2
1. La producciónde metanol apartir de gas de síntesisessegúnde la reacción:CO+2H2 --> CH3OH
calculala composiciónde equilibrio(condicionesinicialessonsegúnde laestequiometria)parauna
temperaturade 250°C y 50 atm. ΔG°298=-161.6 kJ/mol.Puede calcularKp523K conlaecuación de van't
Hoff (hR=-90.7kJ/mol). (27Puntos).(33 Puntos)
2. 1. Se pretende diseñarunhogar de parillaparauna calderaacuatubularque requiere generar
150 000 kW con 7000 horas de operación al año y una eficienciade 86%.Se puede seleccionarentre
antracita y carbónsubbituminoso.Laantracitatiene unpreciode 93USD latonelada,mientrasque el
carbón subbituminosocuesta75USD latonelada.El carbón bituminosotiene unPCSde 23732 kJ/kgy
un PCIAN de 22400 kJ/kg,mientrasque laantracita tiene unPCSde 35800 kJ/kgyun PCIAN de 33200
kJ/kg.Se puede elegirentre unhogarcon paredesrefrigeradas,usandoantracitaounocon paredes
refractarias,usandocarbónsubbituminoso. (42puntos)
a).Calcule el volumendel hogarenfuncióndel régimende liberaciónde calorparalas dosopciones
b).Determine el costodel hogarencada opción
b).Determine el costodel combustiblemensuale indique encuantotiempose recuperalainversión,
por seleccionarel hogarmáscaro.
c). Estimala temperaturade losescapesenlasalidadel hogar(cpescape=1.12 kJ/(kgK);Qhogar=2*105
MJ/h y una relaciónde mcomb/maire=1/12). Tentrada aire y combustible=25°C;No existencenizas.
d). Determinael flujomásicode aire paraun λ =1.2 si se considerael carbónbituminosoconla
siguiente composiciónenestadohúmedo.58.3% de C, 4.9% de H2, 20.6% de O2,=.89 de N2,0.57% de
S y 7.5% de cenizas
e).Calculalahumedaddel combustible bituminososi el podercalorífico(PCSWF) esde 27200 MJ/kg