solucionario cap 2 reklaitis

PROGRAMA UNIVERSIDAD VIRTUAL

SOLUCIONARIO CAPÍTULO II
LIBRO: BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA
GIRONTZAS V. REKLAITIS

POR:
ING. QUÍMICO. BEN - HUR VALENCIA VALENCIA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
SEDE MANIZALES
JULIO DE 2005

PRESENTACION
Luego de la aparición del texto de Balances de Materia y Energía del Doctor Girontzas V. Reklaitis,
en 1986, no ha habido ningún texto nuevo enel área, ni suyo ni de ningún otro autor, que trate de
manera tan magistral el análisis de los Balances.
El tratamiento matemático propuesto es completamente general y permite que el resolver problemas
de Balance de Materia y Energía pase de arte a Ciencia, ocupando por ello – al lado de otros autores
- un lugar preferencial en el desarrollo del área, vital para el estudio de la IngenieríaQuímica.
Esta Segunda Edición del SOLUCIONARIO del Capítulo II corrige algunos errores de la Edición
anterior y, lo que es más importante, muestra el uso de programas para calculadoras

que permiten

resolver de una manera rápida los problemas de Balances de Materia.
A la forma tradicional de resolver los problemas de la anterior Edición se adiciona la solución
utilizando el programa Solvesysde la calculadora Hewlett Packard 48-GX, mostrando lo valioso de
esta herramienta en la solución de problemas. Este Solucionario lo complementa el trabajo sobre
SOLUCION DE PROBLEMAS DE BALANCES DE MATERIA Utilizando la Hewlett Packard
48GX, 49, en el que se muestra la forma de utilizar el Programa y las recomendaciones para su
aplicación en el planteamiento del Sistema de Ecuaciones deBalance, que puede consultarse en la
página _______________.
Como se verá en la introducción, se hace mayor énfasis en la Estrategia de Solución, en la
Confirmación de los Grados de Libertad como una herramienta útil en el planteamiento de la
Estrategia de Solución y la utilización de la Tabla de Balance en los problemas complejos

El presente Solucionario, fruto de mi experiencia de 28 años enla cátedra de Balances de
Materia y Energía, muestra una metodología de solución a partir de las ideas del profesor
Reklaitis y lo presenta a sus estudiantes como un material de apoyo que les permita desarrollar y
fijar los conceptos básicos en el estudio de los Balances de Materia y Energía.

BEN-HUR VALENCIA V.
Manizales, Julio del 2005.

INTRODUCCION
En la solución de los problemas semuestra la Reconfirmación de la Tabla de Grados de
Libertad como una forma de poder analizar de manera cualitativa cuáles son las incógnitas y
cuáles las ecuaciones para cada una de las unidades, y aún para el proceso completo.
Además, la Reconfirmación se utiliza para mostrar de una manera cualitativa, también, el
desarrollo de la Estrategia de solución.
Lo anterior se explicará, con elproblema 2.26:
Su Tabla de Grados de Libertad es:

Abs.
NVI
NBMI
NFC
NCC
NRC
R1
R2
R3
R4
G de L

12
4
0
3
(+1)

Destilado Diviso Agotado
Globa
Mez. Proceso
r
r
r
l
9
9
7
3
26
12
3
3
3
1
14
4
0
0
0
0
0
0
2

1

2

0

6

5

–

–

1

–

–

1

–

–
–
–
4

–
–
–
4

–
–
2
2

–
–
–
2

–
–
–
2

1
1
2
1

1
1–
1

De manera cuantitativa puede apreciarse los Grados de Libertad de cada una de las
Unidades: así por ejemplo, el Destilador: 4 y el Agotador: 2.
Pero como se muestra en la Reconfirmación de la Tabla de Grados de Libertad que aparece a
continuación::
Absorbedor:

Incógnitas

=

1

2

Ecuaciones =

4 (balances)

G de L

4

=

3

3

4

5

5

5

8 (N , N , N ,xH2S, N , N , xCO2, xH2S)

Destilador:

Incógnitas

=

5

5

5

6

6

3

7

7

7

7

7 (N , xCO2, xH2S, N , xCO2, N , xH2S)

Ecuaciones =
G de L

Divisor:

3 (balances)

=

4

Incógnitas

=

8 (N , xCO2, xH2S, N , xCO2, xH2S, N , xH2S)

3

3

7

Ecuaciones =

Agotador:

2

=

8

8

Incógnitas

=

Ecuaciones =
=

=

10...