Examen juny 2007 (0)

Examen Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Ciencias Ambientales - 2º curso
Asignatura Enginyeria ambiental
Año del apunte 0
Páginas 4
Fecha de subida 14/06/2014
Descargas 1

Vista previa del texto

Departament d’Enginyeria Química Edifici Q 08193 Bellaterra (Barcelona). Spain Tel: 93 581 10 18 Fax: 93 581 20 13 Universitat Autònoma de Barcelona INTRODUCCIÓ A L’ENGINYERIA AMBIENTAL Curs 2006-07 1a. Convocatòria 26 de juny de 2007 Teoria (30 % nota) 1 hora. No es pot consultar cap tipus de material.
1. Una indústria genera tres corrents d’aigua residuals amb les característiques que es recullen a la taula següent. Determina les característiques del corrent resultant després de mesclar-se i completa la taula.
Corrent Cabal Densitat Cabal Tempe- Calor especific DQO volumètric (kg/m3) màssic ratura (kJ/ kg·ºC) (mg O2/l) (kg/d) (ºC) (m3/d) A. Residual 1 20 1040 25 4500 5200 A. Residual 2 105 1026 30 3931 500 A. Residual 3 75 1005 50 4200 2200 Cor. mescla 1019 4290 Departament d’Enginyeria Química Edifici Q 08193 Bellaterra (Barcelona). Spain Tel: 93 581 10 18 Fax: 93 581 20 13 Universitat Autònoma de Barcelona INTRODUCCIÓ A L’ENGINYERIA AMBIENTAL Curs 2006-07 1a. Convocatòria 26 de juny de 2007 Problema 1 (1h 15min) (25 %nota examen). No es pot consultar la col·lecció de problemes.
Una empresa recicla oli vegetal de rebuig per produir combustible biodiesel (Fatty Acid Metil Esters o FAME). El procés de reacció produeix un corrent (A) ric en FAME de 298 kg/dia del que s'han de separar els productes contaminants, bàsicament, glicerol, metanol i aigua, abans de poder subministrar els FAME com a combustible per a vehicles diesel. El procés de refinat esta constituït per dues etapes de destil·lació i una d'evaporació segons l'esquema de la figura adjunta.
A) FAME Glicerol Metanol H2O B) Metanol Glicerol Aigua D) Metanol Glicerol Aigua Destil·lador_1 Destil·lador_2 F) Aigua C) G) FAME Evaporador E) Cada etapa està optimitzada per obtenir un producte principal encara que freqüentment va acompanyada d'altres productes. Tot i així es pot considerar que les pèrdues de FAME al conjunt d'etapes es negligible i s’obté un corrent (G) de 150 litres al dia de combustible diesel refinat (ρ=0,9 kg/l).
a) Planteja les equacions balanç de cada etapa.
b) Amb l'ajuda de les equacions de balanç descrites en el pas previ, les dades de l'enunciat i les dades subministrades a la taula adjunta calcula totes les composicions i cabals màssics que falten per completar la taula.
Corrent=> m (kg/d) A B C D 13,7 E F 133,3 G - 1 ωFAME - - ωglicerol 0,0188 0,927 - - - ωmetanol 0,8906 0,055 - - - 1 - ωH2O Nota: Cal entregar sempre un full amb el nom per cada part de l’examen Departament d’Enginyeria Química Edifici Q 08193 Bellaterra (Barcelona). Spain Tel: 93 581 10 18 Fax: 93 581 20 13 Universitat Autònoma de Barcelona INTRODUCCIÓ A L’ENGINYERIA AMBIENTAL Curs 2006-07 1a. Convocatòria 26 de juny de 2007 Problema 2 (20 % nota) 1 h. No es pot consultar la col·lecció de problemes.
Una indústria a l’estiu produeix dos corrents d’aigües residuals assimilables a urbanes amb uns cabals de 27 i 66 m3/dia. Els seus continguts en matèria orgànica expressada com DBO5 són respectivament de 420 i 100 mg O2/l. Per tal de complir la normativa d’abocament cal reduir-lo fins a 25 mg O2/l, per la qual cosa es volen construir 3 reactors de tanc agitat idèntics per a que operin en continu.
a) Calcula el cabal i el contingut en matèria orgànica del corrent resultant de mesclar els dos corrents.
b) Si l’oxidació de la matèria orgànica segueix una cinètica de primer ordre r = k c amb una constant cinètica a 20ºC de 0.70 d-1, on c és la concentració de matèria orgànica expressada en forma de DBO5, calcula el volum dels reactors. El coeficient estequiomètric és -1.
c) Durant el període d’hivern el cabal d’aigua es redueix fins 50 m3/d i la temperatura mitjana és de 10ºC. Si la constant cinètica és de 0.20 d-1 a aquesta temperatura, creus que es podrà aturar un reactor i seguir complint la normativa d’abocament? Justifica la teva resposta. En el cas que no compleixi, proposa alguna alternativa i si és possible demostro numèricament.
Nota: Cal entregar sempre un full amb el nom per a cada part de l’examen Departament d’Enginyeria Química Edifici Q 08193 Bellaterra (Barcelona). Spain Tel: 93 581 10 18 Fax: 93 581 20 13 Universitat Autònoma de Barcelona INTRODUCCIÓ A L’ENGINYERIA AMBIENTAL Curs 2006-07 1a. Convocatòria 26 de juny de 2007 Problema 3 (25 % nota) 1 h. No es pot consultar la col·lecció de problemes.
Una piscina de dimensions 25 x 10x 1.8 m es vol climatitzar per mantenir una temperatura de l’aigua de 22ºC. Calculeu el calor que cal subministrar (mitjançant una resistència elèctrica) per mantenir la temperatura de l’aigua de la piscina en el cas més desfavorable, durant l’hivern, quan la temperatura ambient és de 10ºC.
Quan temps es tardaria en arribar a la temperatura de 22ºC partint d’una temperatura de l’aigua homogènia a tota la piscina i igual a 12ºC utilitzant una resistència amb una potència el doble de la que heu calculat en l’apartat anterior? Suposeu que també és hivern.
En tots els casos, tota la superfície de l’aigua de la piscina perd calor cap a l’ambient d’acord amb l’expressió: Q= U · A · (Tpiscina-Tambient) i U= 500 kJ/(h·m2·ºC) Dades i notes: Cp aigua = 1 cal/(g ºC) Densitat de l’aigua= 1000 kg/m3 Nota: Cal entregar sempre un full amb el nom per cada part de l’examen ...