Volver a discutir las preguntas 24 y 25 del caso de 2012, por la tarde
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24. Como se muestra en la figura: la diferencia de altura entre el nivel del líquido en la torre de destilación y la entrada del reboiler es H (m). La diferencia de altura entre la entrada del reboiler y el nivel del líquido es de 3 m. La densidad del líquido en la entrada del reboiler es ρL = 738 kg/m³, mientras que la densidad homogénea tanto del reboiler como del tubo ascendente es ρ = 18,38 kg/m³. Cuando H = 4 m, ¿cuál es el valor total de la pérdida de presión estática en el reboiler y en el tubo ascendente? A 50,7 B 0,72 C 29 D 1,26Solución: △P = ρLgH = 738 × 9,81 × 4 = 28959 Pa ≈ 29 kPa.
25. Según lo indicado en la pregunta 24, cuando la resistencia total del sistema es de 40 kPa, ¿cuál es la diferencia de altura H (en metros) entre el nivel del líquido en la torre de destilación de metanol y la entrada del reboiler? A 5.74 B 0.22 C 0.55 D 8.43
Solución: ρLgH’ – ρg(H+3) = ∑hf = 40×10³. De esto se obtiene que H’ = 5.74 m.
Pregunta: La pregunta 24 se refiere a la pérdida total de presión estática en el reboiler y en el tubo ascendente. Se debería utilizar la fórmula de la pregunta 25, ¿verdad? Pero para determinar la altura de instalación del reboiler, se debe usar el método de la pregunta 24, ya que esa altura sirve como fuerza motriz para superar todas las resistencias del sistema. Sin embargo, al intercambiar los métodos no se obtiene respuesta alguna. Por favor, discutan esto con alguien más experimentado ；
24. Si se den como P0 la presión dentro de la torre y P1 la presión en la entrada del reboiler, entonces la pérdida total de carga estática entre el reboiler y el tubo ascendente será ΔP = P1 – P0. Entre las superficies 0-0 y 1-1, se aplica la ecuación de Bernoulli: P0 + ρlgZ0 = P1 + ρlu²/2 + hf1. Dado que ρlu²/2 + ρghf1 ≈ 0, entonces △P = P1 – P0 = ρgH = 738 × 9.81 × 4 = 28959 Pa ≈ 29 KPa.
De manera similar, entre la salida del tubo ascendente y la entrada del reboiler, también se aplica la ecuación de Bernoulli: P2 + ρggZ2 + ρgu²/2 + hf2 = P1 + gρu²/2. Como Z2 = H + 3·hf2 ≈ ∑hf, entonces P2 = P0. Por lo tanto, △P = P1 – P0 = ρgH. Sustituyendo los valores, se obtiene: ρLgH’ – ρg(H + 3) = ∑hf = 40000. De esto se deduce que H’ = 5.74 m
De manera similar, entre la salida del tubo ascendente y la entrada del reboiler, también se aplica la ecuación de Bernoulli: P2 + ρggZ2 + ρgu²/2 + hf2 = P1 + gρu²/2. Como Z2 = H + 3·hf2 ≈ ∑hf, entonces P2 = P0. Por lo tanto, △P = P1 – P0 = ρgH. Sustituyendo los valores, se obtiene: ρLgH’ – ρg(H + 3) = ∑hf = 40000. De esto se deduce que H’ = 5.74 m