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UNIVERSIDAD DE PIURA 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
CURSO: TECNOLOGÍA DE PROCESOS 
EXAMEN PARCIAL 
Martes 25 de septiembre de 2012 Hora: 2:00 p.m. 
Duración: 3 h 
CON CALCULADORA. Nombre: _____________________________________ 
CON APUNTES PERSONALES DE CLASE; TABLAS Y DIAPOSITIVAS DEL CURSO SIN 
ANOTACIONES. 
 
 
1. Un evaporador de doble efecto se utiliza para obtener agua dulce a partir de agua de mar que 
contiene 3,5% en peso de sales disueltas. A continuación se muestra el diagrama de flujo del 
proceso 
 
 
El vapor de agua para el calentamiento que entra al intercambiador del primer efecto es saturado a 
4 bar, y se condensa a 4 bar, a la temperatura correspondiente 
En el primer evaporador (primer efecto), la presión de trabajo es 0,6 bar. La salmuera saliente de 
este efecto tiene 5,5% de sal y constituye la alimentación del segundo efecto. Usando los datos de 
entalpía del vapor de agua saturado de tablas y calculando el Cp de la salmuera a partir del Cp del 
NaCl igual a 37 J/mol·K y el Cp del agua líquida igual a 4,18kJ/kg·K, determine: 
a) La potencia calorífica (kJ/h) requerida en cada uno de los dos efectos. (2p) 
b) ¿Cuántos kg/h de vapor de calentamiento se deben alimentar al primer efecto? (2p) 
c) ¿Cuál es la concentración (%) de la salmuera final? (1p) 
d) ¿Cuál es flujo de producto (agua dulce), en kg/h? (1p) 
 
2. Considere un tanque de sedimentación de forma cilíndrica, el cual se llena con 100 litros de una 
lechada (una mezcla de líquido y partículas sólidas suspendidas); se deja que el material sólido se 
deposite en el fondo y después de algún tiempo se extrae el líquido claro de la parte superior del 
tanque y se saca un lodo espeso del fondo del tanque. 
100 L de la lechada inicial contienen 200 g de NaCl y 23 kg de CaCO3 y este volumen equivale a 
una altura de 72 cm en el tanque. Después de la sedimentación, se observa que la interfase entre el 
lodo y el líquido claro, se ubica a 20 cm de altura. 
Se sabe que la densidad del CaCO3 sólido es 2,7 g/cm
3, y las solubilidades en agua del CaCO3 y 
del NaCl son 0.015 g/L y 360 g/L respectivamente. Tenga en cuenta, por tanto, que parte de la(s) 
sal(es) se disuelve(n) y otra parte no. Calcule para cada una de las dos fases resultantes (lodo y 
líquido claro): 
a) Su volumen (litros) y su masa (kg) (2p) 
b) Su composición (g/L de NaCl y g/L de CaCO3) (2p) 
c) El factor de separación (masa en lodo / masa en líquido) para cada una de las sales: NaCl y 
CaCO3 (1p) 
 
 
3. Una mezcla líquida de 30 kmol de etanol y 70 kmol de agua, que está inicialmente a 37,8 ºC, se 
calienta gradualmente en un recipiente cerrado, y va alcanzando sucesivamente las condiciones 
descritas a continuación. Sobre el diagrama binario entalpía composición para este sistema, y 
asumiendo que este diagrama es válido en todo el rango de presiones durante el calentamiento, 
estime o calcule lo siguiente: 
a) La temperatura de inicio de ebullición (1p) 
b) La composición de la primera traza de vapor (en el punto de inicio de ebullición) (1p) 
c) La masa (kg) de cada fase (líquida y vapor) dentro del recipiente, cuando se ha alcanzado los 
87,8 ºC, así como la composición (fracción en masa) de cada fase. (2p) 
d) El calor suministrado desde el inicio del calentamiento hasta la temperatura de 87,8 ºC (1p) 
e) El calor que habría que sustraer sólo al vapor a 87,8 ºC, para condensarlo hasta su condición de 
líquido saturado. (1p) 
 
4. Una caja metálica hermética de 100 L de capacidad contiene aire atmosférico de Piura, que en el 
momento en que se cierra la caja, está a 30 ºC y tiene 75% de humedad relativa. Luego la caja 
cerrada se coloca en una cámara de refrigeración que está a 5 ºC y se deja allí por varias horas, 
hasta que se equilibre la temperatura. Con ayuda de las ecuaciones vistas en clase para las 
propiedades del aire húmedo (no con el diagrama), calcule lo siguiente: 
 
a) La masa de aire húmedo en la caja al momento de cerrarse (debe valerse del volumen específico 
húmedo) (1p) 
b) La temperatura de rocío de ese aire, su humedad absoluta molar y en masa (1p) 
 
c) La humedad relativa del aire en la caja cuando se ha enfriado hasta 5 ºC (1p) 
c) La masa de agua líquida dentro de la caja (que se hubiese condensado como resultado del 
enfriamiento). (1p)