ESERCIZIO 3 Del sapone umido viene posto a contatto con ...ing.univaq.it/gallifuoco/FONDAMENTI...
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%W/W umidità sapone 0 2.40 3.76 4.76 6.10 7.83 9.90 12.63 15.40 19.02
PH2O in aria, mm Hg 0 9.66 19.2 28.4 37.2 46.4 55.0 63.2 71.9 79.5
ESERCIZIO 3 Del sapone umido viene posto a contatto con aria alle condizioni costanti di 75°C ed 1 atm. La distribuzione all’equilibrio dell’umidità è:
%W/W umidità sapone 0 2.40 3.76 4.76 6.10 7.83 9.90 12.63 15.40 19.02
PH2O in aria, mm Hg 0 9.66 19.2 28.4 37.2 46.4 55.0 63.2 71.9 79.5
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.250.00
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
Y,
kg
H2O/k
garia
X, kgH
2O/kg
S
T = 75 °C; PTOT = 1 atm
% W/W umidità sapone 0 2.40 3.76 4.76 6.10 7.83 9.90 12.63 15.40 19.02
PH2O in aria, mm Hg 0 9.66 19.2 28.4 37.2 46.4 55.0 63.2 71.9 79.5
XUM-1
UM
M
M
MM
M
100
ww%UM
S
OH
SOH
OH 2
2
2
OHTOT
OH
aria
OH
OHTOT
OH
TOT
OH
TOT
OH
aria
OH
ariaOH
OH
TOT
OH
OH
2
22
2
2
2
2
2
2
22
2
pp
p
PM
PM Y
pp
p
p
p-1
p
p
n
n
nn
n
p
py
a) 10 kg di sapone umido al 16.7% sono posti in un recipiente con 10 m3 di aria di umidità iniziale 12 mm Hg. Quando il sapone raggiunge l’umidità del 13.0%, l’aria viene rimpiazzata con altra delle stesse condizioni iniziali e si attende l’equilibrio. Quale sarà l’umidità residua del sapone?
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.250.00
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
Y,
kg
H2O/k
garia
X, kgH
2O/kg
S
0.20
0.1671
0.167
AX
0.010
12760
12
28.8
18
Ay
A
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.250.00
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
Y,
kg
H2O/k
garia
X, kgH
2O/kg
S
8.33kg0.167110MS 9.93kg28.8
760
12760
0.082x348
1x10MG
A
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.250.00
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
Y,
kg
H2O/k
garia
X, kgH
2O/kg
S
-0.839
GM
SM
XA
XMA
YYM SG
A
AY
AX
GM
SM
X
GM
SM
Y
B
C
D
b) Si vuole essiccare il sapone dal 16.7% al 4% in un processo continuo in controcorrente con aria di umidità 12 mm Hg. Qual è la portata d’aria minima richiesta per trattare 1 kg/h di sapone?
S1 , 16.7%
X1 = 0.20 S2 , 4%
X2 = 0.042
G2 , 12 mmHg
Y2 = 0.010
G2 , ?
Y2 = ?
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.250.00
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
Y,
kg
H2O/k
garia
X, kgH
2O/kg
S
2
YYM2
XXM GS
2
2X
GM
SM
2YX
GM
SM
Y
1’’
1’
1’’’
1min
(0.042, 0.010)
(0.20, 0.068)
C) Se si impiega una portata maggiore del 30% rispetto al valore di b), quale sarà l’umidità dell’aria in uscita dall’impianto? A quanti stadi di equilibrio sarà equivalente il processo?
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.250.00
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
Y,
kg
H2O/k
garia
X, kgH
2O/kg
S
0.367
0.0420.20
0.0100.068
GM
SM
2
1
1min
(0.042, 0.010)
(0.20, 0.068)
(0.20, 0.055)
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.250.00
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
Y,
kg
H2O/k
garia
X, kgH
2O/kg
S
2
1
(0.042, 0.010)
(0.20, 0.055) (0.135, 0.055)
(0.135, 0.036)
(0.07, 0.036)
(0.07, 0.018) (0.040, 0.018)
1
3
2
ESERCIZIO 4 The partial pressure of ammonia (A) in air–ammonia mixtures in equilibrium with their aqueous solutions at 20 °C is given in the above table. Using these data, and neglecting the vapor pressure of water and the solubility of air in water, construct an equilibrium diagram at 101 kPa using mole ratios YA (mol NH3/mol air) and XA (mol NH3/mol H2O as coordinates. Henceforth, the subscript A is dropped. If 10 mol of gas of Y = 0.3 are contacted with 10 mol of solution of X = 0.1, what are the compositions of the resulting phases?
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.300.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
Y, m
ol N
H3/m
ol a
ir
X, molNH3
/molH2O
Using these data, and neglecting the vapor pressure of water and the solubility of air in water, construct an equilibrium diagram at 101 kPa using mole ratios YA (mol NH3/mol air) and XA (mol NH3/mol H2O as coordinates.
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.300.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
Y, m
ol N
H3/m
ol a
ir
X, molNH3
/molH2O
If 10 mol of gas of Y = 0.3 are contacted with 10 mol of solution of X = 0.1, what are the compositions of the resulting phases?
A
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.300.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
Y, m
ol N
H3/m
ol a
ir
X, molNH3
/molH2O
A
1
10
10-
Gn
Ln
0Y
0X
Gn
Ln
X
Gn
Ln
Y
B
(0.1, 0.30)
(0.18, 0.225)