Problemario de termodinámica aplicada I

1 archivo PDF (222 páginas)El contenido del libro tiene como objeto auxiliar a los alumnos en el curso de termodinámica, para ello se expone la teoria y se plantea una serie de problemas

Manual para la preparación del reporte de proyecto terminal

39 páginas.La presenta guía tiene como principal objetivo brindar al estudiante una referencia conveniente sobre la estructura y el formato que debe poseer un reporte técnico de buena calidad. Se ofrecen recomendaciones para que los alumnos puedan etaborar un documento claro y coherente, donde se realcen las aportaciones y los logros alcanzados en el desarrollo de su Proyecto Terminal

Problemario de termodinámica aplicada II

1 archivo PDF (157 páginas) ; 3a ed. 2009El contenido del libro tiene como objeto auxiliar a los alumnos en el curso de termodinámica, para ello se expone la teoria y se plantea una serie de problemas

Análisis de la remoción de colorante en agua, aplicando destilación solar

En este trabajo, se analiza el proceso de destilación solar de agua con los colorantes Rojo 28, Rojo 81, Azul 21, Azul 198 y Negro, para los cuales se realizaron pruebas experimentales, empleando un destilador solar tipo caseta, en el cual se obtuvieron mediciones de temperatura y radiación solar, así mismo se recolectaron muestras de destilado al inicio, a la mitad de la prueba y al finalizar la misma, para analizar pH, turbidez, y absortividad mediante espectrofotometría. Los resultados de laboratorio indican que el pH fue de 5 en promedio para cada prueba, por otra parte, la turbidez se redujo en un 70% alcanzando 0.7 NTU en promedio y finalmente, la concentración de colorante al finalizar las pruebas fue de 1.4x10-3 mol/L, 1.5x10-3 mol/L, 9.3x10-4 mol/L, 7.7x10-4 mol/L y 1x10-3 mol/L para: Rojo 28, Rojo 81, Azul 21, Azul 198 y Negro B5 respectivamente, lo cual indica que la presencia de colorante en cada destilados se removió en un 99%.In this work, the process of solar water distillation is analyzed with the Red 28, Red 81, Blue 21, Blue 198 and Black dyes, for which experimental tests were performed, using a solar still, in which temperature and solar radiation measurements were obtained, likewise, distillate samples were collected at the beginning, at the middle of the test and at the end of the test, to analyze pH, turbidity, and absorptivity by spectrophotometry. The laboratory results indicate that the pH was 5 on average for each test, on the other hand the turbidity was reduced by 70% reaching 0.7 NTU on average and finally the dye concentration at the end of the tests was 1.4x10-3 mol/L, 1.5x10-3 mol/L, 9.3x10-4 mol/L, 7.7x10-4 mol/L and 1x10-3 mol/L for: Red 28, Red 81, Blue 21, Blue 198 and Black B5 respectively, which indicates that the presence of dye in each distillates was removed by 99%

Efecto de la relación de esbeltez en la cinemática del flujo rotatorio con fronteras rígidas

In this work we analyse the components of the radial velocity (u), azimuthal (v), primary and secondary volumetric flows, (Qp), and (Qs), and the torque coefficient (Cm), all of which are produced inside a closed cylinder which has a rotary lid and the bottom and wraparound surface are static. The results are graphically presented, considering a Reynolds number laminar of 3x104 and for container form factors (height/radius) of 1.0, 1.25, 1.5, 1.75, and 2.0. Starting from a geometric ratio of 1.0 and comparing it to the rest of form factors, it was observed that the radial velocity component (u) increased its maximum positive value in a 14.02 %; the tangential velocity component kept the same maximum values in all the geometric ratios; the primary volumetric flow increased by 193.25 %; the secondary volumetric flow increased by 236.48 %; and the torque coefficient also increased by 94.41 %. These results imply that in modifying the slenderness ratio of the system, the studied kinematic properties do not follow an homogeneous variation pattern and depending on the concern of each of them, its behaviour should be analysed in detail.En este trabajo se analizan las componentes de velocidad radial (u), azimutal (v), los flujos volumétricos primario (Qp), secundario (Qs) y el coeficiente de par (Cm), que se generan en el interior de un cilindro cerrado que tiene la tapa giratoria y el fondo y envolvente sin movimiento. Los resultados se presentan mediante gráficas en las que se analizan dichas propiedades, para un número de Reynolds de 3x104 y para un factor de forma (alto/radio) del recipiente de 1.0, 1.25, 1.5, 1.75 y 2.0. Tomando como referencia la relación geométrica de 1.0 y comparándolo con los otros factores de forma, se encontró que: la componente de velocidad radial (u) se incrementó en su valor máximo positivo en un rango del 7.24 % al 14.02 %; la componente de velocidad tangencial (v) mantuvo los mismos valores máximos en todas las relaciones geométricas; el flujo volumétrico primario aumentó del 88.34 % al 193.25 %; el flujo volumétrico secundario se incrementó en un rango del 68.92 % al 236.48 %; y el coeficiente de par aumentó de un 16.77 % al 94.41 %. Los resultados anteriores revelan que al modificar la relación de esbeltez del sistema las propiedades cinemáticas estudiadas no siguen un patrón de variación homogéneo y que dependerá del interés que se tenga en alguna de ellas para analizar su comportamiento

Composteo de un suelo contaminado con hidrocarburos fracción pesada con cáscara de naranja y gallinaza como cosustratos

Se estudió el composteo de un suelo contaminado con hidrocarburos fracción pesada (HFP), empleando dos cosustratos, cáscara de naranja y gallinaza. Se caracterizó el suelo, con 11698 mg HFP/kg. El composteo se llevó a cabo durante ocho semanas. Además, en un experimento de bioestimulación, se adicionaron nutrientes inorgánicos para alcanzar la relación C: N: P igual a 100:15:1. Se observó una eficiencia de degradación de HFP de 57.63% para la composta de cáscara de naranja y de 37.53% para la composta de gallinaza. Estas eficiencias no mejoraron en el experimento de bioestimulación. La concentración final alcanzada de 5829.7 mg HFP /kg para la composta con cáscara de naranja superó el límite máximo permisible (6000 kg/kg) para un suelo de uso industrial señalado en la NOM-138- SEMARNAT/SSA1-2012 en un plazo de ocho semanas. Esto coincide con el incremento del conteo bacteriano final de la composta.We studied the composting process of heavy fraction hydrocarbon (HFH) contaminated soil, using two co-substrates, orange peel and chicken manure. Soil was characterized with 11698 mg HFP/kg. It was composted for eight weeks. In addition, in an experiment of biostimulation, inorganic nutrients were added to achieve the C: N: P ratio equal to 100:15:1. A degradation efficiency of 57.63 %of HFP for orange peel compost and 37.53 %s for compost of chicken manure were observed. These efficiencies did not improve in the biostimulation experiment. The final concentration of 5829.7 HFP mg/kg for the orange peel compost exceeded the maximum permissible limit (6000 kg/kg) for a soil for industrial us, indicated in the NOM-138-SEMARNAT/SSA1-2012, in only eight weeks. This coincides with the increase of final bacterial counts of the compost

EFECTO DE LA RELACIÓN DE ESBELTEZ EN LA CINEMÁTICA DEL FLUJO ROTATORIO CON FRONTERAS RÍGIDAS

 In this work we analyse the components of the radial velocity (u), azimuthal (v), primary and secondary volumetric flows, (Qp), and (Qs), and the torque coefficient (Cm), all of which are produced inside a closed cylinder which has a rotary lid and the bottom and wraparound surface are static. The results are graphically presented, considering a Reynolds number laminar of 3x104 and for container form factors (height/radius) of 1.0, 1.25, 1.5, 1.75, and 2.0. Starting from a geometric ratio of 1.0 and comparing it to the rest of form factors, it was observed that the radial velocity component (u) increased its maximum positive value in a 14.02 %; the tangential velocity component kept the same maximum values in all the geometric ratios; the primary volumetric flow increased by 193.25 %; the secondary volumetric flow increased by 236.48 %; and the torque coefficient also increased by 94.41 %. These results imply that in modifying the slenderness ratio of the system, the studied kinematic properties do not follow an homogeneous variation pattern and depending on the concern of each of them, its behaviour should be analysed in detail. Key words: Rotating flow; slenderness ratio; volumetric flow; torque coefficient.En este trabajo se analizan las componentes de velocidad radial (u), azimutal (v), los flujos volumétricos primario (Qp), secundario (Qs) y el coeficiente de par (Cm), que se generan en el interior de un cilindro cerrado que tiene la tapa giratoria y el fondo y envolvente sin movimiento. Los resultados se presentan mediante gráficas en las que se analizan dichas propiedades, en régimen laminar, para un número de Reynolds de 3x104 y para un factor de forma (alto/radio) del recipiente de 1.0, 1.25, 1.5, 1.75 y 2.0. Tomando como referencia la relación geométrica de 1.0 y comparándolo con los otros factores de forma, se encontró que: la componente de velocidad radial (u) se incrementó en su valor máximo positivo en un 14.02 %; la componente de velocidad tangencial (v) mantuvo los mismos valores máximos en todas las relaciones geométricas; el flujo volumétrico primario aumentó en un 193.25 %; el flujo volumétrico secundario se incrementó en un 236.48 %; y el coeficiente de par aumentó en un 94.41 %. Los resultados anteriores revelan que al modificar la relación de esbeltez del sistema las propiedades cinemáticas estudiadas no siguen un patrón de variación homogéneo y que dependerá del interés que se tenga en alguna de ellas para analizar su comportamiento. Palabras claves: Flujo rotatorio; relación de esbeltez; flujo volumétrico; coeficiente de pa

Cinética de fitoextracción de arsénico y cadmio mediante Myriophyllum aquaticum y Wolffia columbiana

Se estudió la cinética de fitoextracción de arsénico y cadmio, en plantas acuáticas Myriophyllum aquaticum (Vell.) Verdc. y Wolffia columbiana Karsten expuestas a cuatro muestras de agua, con concentraciones de 0.49, 0.82, 1.43 y 2.42 mg/L de arsénico y 0.16, 0.26, 0.99 y 2.05 mg/L de cadmio. Se obtuvieron los parámetros del modelo de Michaelis-Menten, destacando la velocidad máxima de remoción para M. aquaticum (0.049 mg As kg-1 h-1; 0.616 mg Cd kg-1 h-1) y W. columbiana (0.273 mg As kg-1 h-1; 1428 mg Cd kg-1 h-1), necesarios para predecir el tiempo y la velocidad para restaurar cuerpos de agua. De acuerdo con el factor de bioconcentración ambas especies son hiperacumuladoras de cadmio y acumuladoras de arsénico. W. columbiana concentró arsénico cuatro veces más que M. aquaticum. W. columbiana logró concentrar tres veces más cadmio que arsénico, mientras que M. aquaticum extrajo más de 35 veces cadmio que arsénico.The kinetics of phytoextraction of arsenic and cadmium were studied in Myriophyllum aquaticum (Vell.) Verdc. and Wolffia columbiana Karsten aquatic plants, exposed to four water samples with concentrations of 0.49, 0.82, 1.43, 2.42 mg/L of arsenic and 0.16, 0.26, 0.99, 2.05 mg/L of cadmium. The parameters of the Michaelis-Menten model were obtained, standing out the maximum removal rate for M. aquaticum (0.049 mg As kg-1 h-1; 0.616 mg Cd kg-1 h-1) and W. columbiana (0.273 mg As kg-1 h-1; 1428 mg Cd kg-1 h-1), necessary to predict to rate the time and speed to restore bodies of water. According to the bioconcentration factor both species are hyperaccumulative for cadmium and they are arsenic accumulators. W. columbiana concentrated arsenic four times more than M. aquaticum. W. columbiana managed to concentrate three times more cadmium than arsenic, while M. aquaticum extracted 35 more times cadmium than arsenic

Destilación de alcohol etílico empelando energía solar

En este trabajo, se realiza un análisis del proceso de destilación solar de la mezcla de agua desionozada con alcohol etílico al 70%, se ejecutan 5 pruebas experimentales en un destilador solar aletado, siendo el volumen de 1 L y empleando mezclas de 200/800, 400/600, 600/400, 800/200 y 1000/0 ml de alcohol y agua respectivamente, en las cuales se midió el grado de alcohol con un refractómetro alcanzando 16º, 29º, 48º, 50º y 70º en la mezcla. Durante la experimentación se midieron datos de temperatura, radiación solar, volumen destilado y grado de alcohol. Los resultados arrojaron que en los primeros 30 minutos de destilación el grado de alcohol aumenta entre 10º y 14º posteriormente empieza a disminuir, finalmente en cada prueba experimental se destiló el 80% del volumen inicial.In this work, an analysis of the process of solar distillation desionozada water mixture with ethyl alcohol to 70% is performed, five experimental tests run on a finned solar still, the volume of 1 L and using mixtures of 200/800, 400/600, 600/400, 800/200 and 1000/0 ml of alcohol and water, respectively, in which the degree of alcohol was measured with a refractometer reaching 16º, 29º, 48º, 50º and 70º in the mixture. During the experiment, temperature, solar radiation, distilled volume and alcohol grade data were measured. The result showed that in the first 30 minutes of distillation the degree of alcohol increases between 10º and 14º then begins to decrease; finally, in each experimental test 80% of the initial volume was distilled

Optimización del proceso de ferroxidación para la eliminación de metales pesados de agua residual

Se buscó optimizar un proceso de remoción de arsénico, cromo y vanadio disueltos en agua residual industrial, mediante ferroxidación con viruta de (Fe (0)). Aplicando un diseño factorial 2k, se analizaron cuatro parámetros: concentración de contaminantes, tamaño y cantidad de viruta de hierro y tiempo de residencia. Solo el tiempo de residencia afectó significativamente la eficiencia. A partir concentraciones iniciales de 14.16 mg As/L, 12.82 mg Cr/L y 13.53 mg V/L, se obtuvieron remociones de más del 98%, con 8 h y 16 h de tiempo de retención. Cuando se evaluaron tiempos menores a 8 h, en 4 h se observó una remoción mayor al 98% en As y 100% en V, sin embargo, la remoción de Cr sólo fue cercana al 90%, lo que implicó concentraciones finales que rebasan los límites de la NOM-001-SEMARNAT-1996, por lo que se propone combinar la ferroxidación con un proceso de precipitación química.We aimed to optimize a process of removal of arsenic, chromium and vanadium dissolved in industrial wastewater by ferroxidation with Fe (0) chips. Applying a 2k factorial design, four parameters were analyzed: pollutant concentration, size and amount of iron chips of and residence time. Only the residence time significantly affected efficiency. From initial concentrations of 14.16 mg As/L, 12.82 mg Cr/L and 13.53 mg V/L, were removals of more than 98%, with 8 h and 16 h of retention time. When retention times were less than 8 h, in 4 h we observed 98% As and 100% V removals, however, the removal of Cr was only close to 90%, which meant final concentrations that exceed the limits of the NOM-001-SEMARNAT-1996, it was therefore proposed to combine the ferroxidation with a chemical precipitation process