PRQ 041 INGENIERÍA DE LAS OPERACIONES FÍSICAS IPRÁCTICO DE BOMBAS

1. Se desea bombear agua a 20ºC con una velocidad constante de 150 lts./ min., hasta la parte superior de una torre de absorción experimental desde un tanque situado en el suelo. El punto de descarga está situado a 5 mts. sobre el nivel del suelo y se estima que las pérdidas por fricción en la conducción de 2” catálogo 40 son de 0.24 Kgf. m./ Kgm. Calcular la altura a que debe mantenerse el nivel de agua en el tanque si la potencia útil que puede desarrollar la bomba es de 0.125 C.V.

2. Se quiere concentrar una solución acuosa de un compuesto A del 10% al 25%. La producción debe ser de 500 kg/hr de solución concentrada. Calcular el costo de bombeo en la corriente bombeada al desorbedor que trabaja a 2 atm. de presión absoluta, si la energía disponible para disipar por fricción es de 9.8 m2/seg2 y la variación de caudales en el desorbedor no debe ser mayor del 20%.

3. Determinar el diámetro mínimo de cañería que debe emplearse en el sistema de la figura trabajando con un caudal de 10 g.p.m. con la finalidad de evitar el problema de cavitación para una bomba modelo E de condensación sabiendo que en el acumulador el líquido se encuentra en su punto de ebullición.

4. En un sistema como el de la figura se bombea agua a 15ºC con un caudal de 2000 lts/min. Hallar:a. La presión a la salida de la bombab. La Altura de Diseñoc. Seleccionar el punto de operación de la bomba que permita realizar la operaciónd. El costo diario de bombeo si el Kw-hr. cuesta 0.1 $us.e. Cómo se lograría hacer circular el caudal deseado

5. Se tiene que transportar una mezcla acuosa desde un tanque de almacenamiento que se encuentra a 1.5 atm. de presión absoluta, hasta un depósito abierto a través de una conducción de Ǿ N = 1”, Sch. 40, tal como muestra la figura. Calcular el caudal mínimo que justifique el uso de la bomba. Para garantizar homogeneidad en la mezcla, se exige régimen altamente turbulento para la circulación del fluido a lo largo de la conducción. Las propiedades de la mezcla asemejarlas a las del agua. Despreciar la fricción que producen los accesorios.

6. Una bomba toma agua a 15ºC de un estanque y la entrega en el fondo de un tanque elevado abierto a 25 pies por arriba de la superficie del estanque, empleando una cañería de 3” de ǾN catálogo 40. La cañería de succión de la bomba está conectada a 10 pies por debajo de la superficie del agua, y el nivel de agua en el tanque elevado es constante a 160 pies por arriba de la superficie de agua en el estanque. La bomba trabaja a razón de 150 g.p.m. Si la pérdida total de energía debida a la fricción en el sistema de cañería es de 35 pies. Calcular el costo diario de bombeo si el Kw-h cuesta 0.1 $us.

7. Un tanque a presión atmosférica con una solución de A en un solvente al 28.6%, alimenta a un reactor que opera a 3 atm. La concentración a la entrada del reactor debe ser del 20%. El reactor tiene una conversión del 60%. La reacción es:

A P (REACCIÓN DE ISOMERIZACIÓN)

Se quieren producir 300 Kg/min. De P. Determinar:

a. De qué manera se debe instalar el sistema de bombeo sabiendo que en almacenes se cuenta con varias bombas tipo A.

b. El costo diario de bombeo si el Kw-hr. cuesta 0.1 $us.c. Será necesario instalar una válvula reguladora?

Cañería de succión: 100 metrosCañería de descarga: 200 metrosLas propiedades físicas de la mezcla considerar igual a las del agua.Pérdida de carga en la cañería de succión: 0.5 psi / 100pies de cañería.Pérdida de carga en la cañería de descarga: 3 psi / 100 pies de cañería.

8. 100 Kg/hr. de una mezcla de cloroformo-benceno con una composición de cloroformo del 50%, entra como alimentación en un plato intermedio de una columna de rectificación continua que trabaja a 3 atm. abs. de presión. Se desea obtener un producto destilado del 95% de cloroformo y un producto de fondo que contenga 0.90 en fracción molar de benceno. El vapor procedente del tope de la columna entra a un condensador total, almacenándose el condensado en un acumulador; una parte del condensado vuelve a la columna a su temperatura de ebullición y otra sale como producto destilado. La relación entre el vapor que llega al condensador y el producto destilado es igual a 2. Calcular:

a. Calcular el costo diario de bombeo si el valor del Kw-h es de 1 $us. y el rendimiento del sistema motor-bomba es del 70%.

b. Determinar la altura mínima a que debe mantenerse el acumulador para que no exista cavitación, si el NPSHREQ por la bomba es de 6 metros.

9. En un sistema como el de la figura se bombea agua a 15ºC con un caudal de 2000 lts/min. Hallar:a. La presión a la salida de la bombab. La Altura de Diseñoc. Seleccionar el punto de operación de la bomba que permita realizar la operaciónd. El costo diario de bombeo si el Kw-hr. cuesta 0.1 $us.e. Cómo se lograría hacer circular el caudal deseado

PROBLEMA 4

60 m

DN = 4” 20 m5 m DN = 5” 50 m P abs. = 3 Kgf./cm

PROBLEMA 7 100 m

100 m 50 m 50 m Separador Separador

Sistema

de bombeo

Reactor 200 m

PROBLEMA 8

V

P = 3 atm R

F, xF 40 m D, xD

30 m

10 m

V

B, xB L

PROBLEMA 5