¿Qué cantidad de solución de salmuera se necesita para enfriar 1500 L/h de anilina en un intercambiador de calor, si ésta entra a 150 °F y sale a 77 °F. La salmuera entra a 38 °F y sale a 77 °F. Exprese sus resultados en kg/min y en L/min. Datos: Cp salmuera 0,82 cal/g °C, Densidad de la salmuera 1,15 g/mL, Cp anilina 0,48 cal/g °C, Densidad de la anilina 1,20
g/mL.
Respuestas a la pregunta
La cantidad de solución de salmuera que se necesita es de :
Vs = 1714.42 L/h
T₁a = 150 ºF = 65.55 ºC
T₂a = 77 ºF = 25 ºC
T₁s = 38 ºF = 3.33 ºC
T₂s = 77 ºF = 25 ºC
ma = 1500 L/h · 1200 g/L = 1800000g/h
Para la solución se basa en un intercambio de calor, para ello se debe tener en cuenta que el calor que cedido un fluido es absorbido por el otro, como se muestra a continuación :
Qs + Qa = 0 Q = m·cp·ΔT
Combinando las ecuaciones tenemos
ms·cps·ΔTs + ma·cpa·ΔTa = 0
ms·(0.82 cal/g·ºC)*(25 - 3.33)ºC + ( 1800000g/h)*(0.48 cal/g·ºC)*(25 - 65.55)ºC = 0
ms = 35035200//17.77
ms = 1971592.57g/h
Transformando a flujo volumétrico dividiendo el flujo másico entre la densidad.
Vs = (1971592.57g/h) / (1150 g/L)
Vs = 1714.42 L/h