Esercizi risolti modulo 2, Ingegneria di processo

1) Aria stechiometrica

%C = 54% %H = 10% %O₂ = 36% ... m_comb = 1000 g

C + O₂ → CO₂

mol C = ⁵⁴/₁₂ = 4,25

2H + ¹/₂ O₂ → H₂O

mol H = ¹⁰/₁ = 2,5

mol O_{2 comb} = ³⁶/₃₂ = 1,14

mol O_{2 st} = (4,25 + 2,5 + ... - 1,14) * ¹⁰⁰⁰/₁₀₀

M_{aria st} = mol O_{2 st} / 0,21

M_{aria st} = M_{aria st} * 28.8 g = 1,3 Nm³

C₆H₁₂

M_C6H12 = 8,12 + 13,1 = 1,14

%C = 8,12/1,14 = 84,2%

%H = 15,1/1,14 = 15,8%

mol O_{2 st} = (^%C/₁₂ + %H/₄) * ^m_comb/₁₀₀

2) Calibrazione calorimetro

Acido benzoico C₆H₅O₂ + 7,5 O₂ → 7 CO₂ + 3 H₂O

con Δm = -0,5 mol ΔH = 3229,5 s, T = 298,16 K

ΔU = ΔH - RT - ΔP = 3228 kJ/mol

M_C6H5O2 = 122 g/mol

ΔU = ^ΔÛ/₁₂₂ = 26495,1 kJ/kg

C = (^{α + ε}/_ΔTmax) - m_CLC_L dove Q = m^g * ΔU e m_gε, ΔT_max,

= 3074,1 J/°C (capacità termica equivalente del calorimetro)

3) PCS/PCI (con C propria)

m_comb = 1,62 g ΔT_max = 4,2°C

Bilancio (mol gas) C_4,2H₈O₂,s

C_4,2H₈O₂,s + 4,95O₂ → 4,2CO₂ + 4H₂O

(4,2 x 2 + 4,1 - 2,5)/2 = 4,95

Δm_gas = 4,2 - 4,95 = -0,75 mol

PM = 98,4 g/mol

ΔU = E [( C + m_CLC_L) ΔT_max - ε ]/ m_comb

PM = ΔU/PM

ΔH = ΔU + RT - Δm

PCS = ΔH - PM = ΔH

PCI = PCS - m_H2O * Δm dove Δ m_oto e m_H2O (da H8) = ⁸/₂ * 18/98,4

oppure PCS con formula dei Hongs (con Y, C, H, S, O)

1) Aria stechiometrica

XC = 54% ; XH = 10% ; Y: O₂ = 36% ... m_comb = 1000g

C + O₂ → CO₂

mol C = ⁵⁴/₁₂ = 4.25

2H + ¹/₂O₂ → H₂O

mol H = ¹⁰/₄ = 2.5

mol O₂^comb = ³⁶/₃₂ = 1.14

mol O₂^st = (4,25 + 2,5 + ... − 1,14) ¹⁰⁰⁰/₁₀₀

M^{aria st} = mol O₂^st / 0,21

M^{aria st} = M^{aria st} · 28.8 g = ¹/_1,3 Nm³

C₈H₁₈

M_C8H18 = 8·12 + 18·1 = M

X_C = 8·12/M = 84,2 %

X_H = 18·1/M = 15,8 %

mol O₂^st = (X_C/₁₂ + X_H/₄) ^m_comb/₁₀₀

2) Calibrazione Calorimetro

Acido benzoico C₆H₅O₂ + 7,5 O₂ → 7 CO₂ + 3 H₂O

con Δm = -0,5 mol , ΔH = 3229,5 s , T = 298,16 K

~ ΔU = ΔH - RT·Δm = 3229,7 kJ/mol

M_C6H5O2 = 122 g/mol

ΔU = ~ΔU/122 = 26495,1 kJ/kg

C = (A + ε)/ΔT_max - M_CLC_L dove Q = m^gΔU ε m^pε , ΔT_max, m_CLC_L MOTI

= 3074,11 J/ºC _{(Capacità termica equivalente del calorimetro)}

3) PCS/PCI (con C_opera)

m_comb = 1,62 g , ΔT_max = 41,2 °C

Bilancio (mol gas ar.)

C_4,2H₈O_2,1 + 4,95 O₂ → 4,2 CO₂ + 4 H₂O

(4,2 x 2 + 4,1 - 2,5)/2 = 4,95

Δm_gas = 4,2 - 4,95 = -0,75 mol

PM = 98,4 g/mol

ΔU = ∑ [(C + mlm_c) ΔT_max - ε] / m_comb

ΔU = ΔH - RT·Δm

PCS = ΔH - PM = ΔH

PCI = PCS - m_H2OΔH_v dove Δ H_v m_H2O (da H₈) = 8/2 x 18/98,4

oppure PCS con formula dei Lungs (con Y, C, H, S, O)

4) Distribuzione Granulometrica

• 50

• 150

• 250

• 350

• 500

• 700

• 900

Peso (g) 10, 60, 105, 308, 256, 80, 6

Fraz. 0,012, 0,073, 0,127, 0,373, 0,31, 0,097, 0,009

Fx Med 0,606, 10,91, 31,82

825

1

403,6

325,7

Per Durabilità

(m max dopo/m max prima) • 100

D.medio

D. Sauter

5) Densità Materiali Granulari

• Apparente

  Volume recip