Ingegneria di Processo, modulo 1, teoria e esercizi completo, Minelli

Minelli esercizi composizioni

1. Condizioni: \(p = 1 \text{atm}\), \( T = 20°C = 293,15\ K\), \(\ PM_N = 16\), \(\ PM_{N_2} = 28\)

   \[\bar{V} = \frac{1}{\rho^0} = \frac{1}{PM \cdot \frac{P}{RT}} = 0,43 \ m^3/kg\]

2. Condizioni: \( p = 40 \text{atm}\), \( T = -100°C = 173,15K\)

   \[\bar{V} = 1,3 \times 10^{-2} \ m^3/kg\]

   \(PM_{C_3H_8} = 60\ g/mol = 6 \times 10^{-2} \ kg/mol\)

   \(V = 20 \ m^3\), \( T = 20°C = 293,15\ K\), \(\rho = 0,7854\ g/cm^3 = 7,8 \times 10^2 \ kg/m^3\)

   \(m= V \cdot \rho = 15,6 \times 10^3 \ kg\)

   \(m = \frac{15,6 \times 10^3}{6 \times 10^{-2}} = 2,6 \times 10^5 \ mol = 2,6 \times 10^2 \ kmol = 260 \ kmol\)

3. Condizioni: \(T = 127°C = 400,15\ K\), \( P = 1 \text{bar} \approx \frac{1}{4} \text{atm}\), \( PM_{O_2} = 32\ g/mol\)

   \[\rho = \frac{PM \cdot P}{RT} = 3,89 \ kg/m^3\]

4. Condizioni: \(m = 80\ g\), \( PM_{O_2} = 32\ g/mol\), \( V = 100\ L = 0,1\ m^3\), \( P = 400\text{mmHg} = 0,53\ \text{atm}\)

   \(\rho = \frac{m}{V} = 0,80\)

   \[T = \frac{PM \cdot P}{R \cdot \rho}= 234,75\ K = -38,4°C\]

Condizioni Generali: \(p = 1 \text{atm}\), \(T = 273,15 \ K\)

Minelli bilancio di materia in sistemi non reagenti

1. \(m_0 = 10000\ kg\), \(\dot{m}_{H_2O} = 200\ kg/s\), \(\dot{m}_{out} = 200\ t\ kg/s\)

   1. \(m(t) = 10000 + 200 - 200t\)

      \(0 = 10200 - 200t\)

      \(200t = 10200\)

      \(t = 51\ h\)

   2. \(m(1)2 = 0,3 \cdot 200 t\)

      \(m(5A)2 = 3060\ kg\)

   3. \(m(1)3 = 0,7 \cdot 200 t\)

      \(m(5A)3 = 7140\ kg\)

2. \(S = 4\ m^2\), \(h = 4,5\ m\)

   1. \(\dot{m}_0 = 100\ L = 0,1\ m^3 \Rightarrow h_0 = 0,025\ m\)

   2. \(\dot{m}_{in} = 2,5\ L/s = 2,5 \times 10^{-3}\ m^3/s \Rightarrow v_{in} = 0,625 \times 10^{-3}\ m/s\)

   3. \(\dot{m}_{out} = 4,5\ L/s = 4,5 \times 10^{-3}\ m^3/s \Rightarrow v_{out} = 1,125 \times 10^{-3}\ m/s\)

   4. \(h(t) = 0,025 + 0,625 \times 10^{-3} t = 0,375 \times 10^{-3} t\)

   5. \(0,025 + 0,25 \times 10^{-3} t\)

   6. \(h = 0,025 + 0,25 \times 10^{-3} t\)

      \(t = 5900\ s = 98,3\ min = 1,63\ h\)

3. \(\dot{m}_{in} = 200\ kg/h\), \(w_1 \text{ met} = 40\%\)