Examen juny 2006 (0)

Examen Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Ciencias Ambientales - 2º curso
Asignatura Enginyeria ambiental
Año del apunte 0
Páginas 3
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 2005-06 1a. Convocatòria 16 de juny de 2006 Problema 3 (1h) (20 %nota examen). No es pot consultar la col·lecció de problemes.
Es vol portar aigua depurada des d’un dipòsit d’homogeneïtzació a la sortida d’una EDAR fins a una bassa d’emmagatzematge d’aigua de reg. El transport es vol realitzar amb un cabal de 18 m3/h mitjançant una canonada d’acer de 120 mm de diàmetre intern i 1 km de llargada (f= 7.75·10-3). En aquest tram es preveu l’existència d’un mesurador de cabal, dues vàlvules de bola, una vàlvula de regulació i 4 colzes estàndard de 90º. Si la diferència d’alçada existent entre els dos punts entre els que es realitza el transport és de 12 m (estant el dipòsit de l’EDAR més elevat que la bassa), serà possible fer aquesta operació sense l’ajut d’una bomba? Des de la bassa d’emmagatzematge es regarà un camp que es troba a 100m de distància utilitzant una bomba. Es vol que la pressió de reg sigui de 5 atm, la velocitat de sortida de l’aigua de 1.3 m/s i es pretén utilitzar una canonada d’acer de 50.8 mm de diàmetre intern (f= 0.01). Si en aquest tram es situaran 4 colzes estàndard de 90º, una vàlvula de retenció i tres vàlvules de bola, quina potència haurà de tenir la bomba? Dóna aquest resultat en J/s.
Dades i notes: Densitat de l’aigua: 1000 kg/m3 Viscositat de l’aigua: 1 cP Valors de K pels diferents accidents: Accident Mesurador de cabal Vàlvula de bola Vàlvula de regulació Vàlvula de retenció Colze estàndard de 90º K 5 0.3 4.3 2 0.75 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 2005-06 1a. Convocatòria 16 de juny de 2006 Problema 2 (25 % nota) 1 h 15 min. No es pot consultar la col·lecció de problemes.
En una indústria es produeix la reacció següent: A→B+C On C és el producte d’interès i B un subproducte que no interessa però que és biodegradable.
Aquesta indústria genera dos corrents. El primer (corrent 1) és el que surt del reactor i conté un 0.05 % d’A, un 0.27 % de B i un 10 % de C en percentatges màssics. El seu cabal màssic és de 550 kg/h. En un procés d’extracció es pot separar el producte C pur quedant només A i B en el corrent que va a la depuradora. El segon corrent (corrent 4) prové de la neteja de la zona de preparació del reactiu i per tant només conté el reactiu A en una concentració de 100 mg/L amb un cabal volumètric d’1.1 m3/h. Com que el reactiu A també es biodegradable s’envia a la depuradora.
La depuradora consta d’un reactor biològic de 10 m3 que s’opera en discontinu. Inicialment el reactor conté 1 m3 de solució amb una concentració d’A de 100 mg /L i de B de 200 mg/L.
La densitat del corrent 2 és d’1.1 kg/L.
3 1 A, B, C aigua C pur Extracció 4 2 A, B aigua Reactor biològic A, aigua a) Troba l’expressió de la variació del volum respecte el temps (dV/dt) i l’expressió del volum en funció del temps( V=f(t) ) b) Troba el temps necessari per a omplir el reactor.
c) Troba l’expressió de la variació del reactiu A amb el temps en funció de la concentració d’A i del temps ( dCA/dt=f(CA, t) ).
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 2005-06 1a. Convocatòria 16 de juny de 2006 Problema 1 (25 % nota) 1 h. No es pot consultar la col·lecció de problemes.
Una indústria genera un corrent de 120 l/h d’aigües residuals que conté 2-nitrofenol (C6H5O3N) amb una concentració de 0.02 mol/l. Aquest corrent es sotmet a un tractament d’oxidació humida a elevada temperatura i elevada pressió emprat una solució de 1 mol/l peròxid d’hidrogen com agent oxidant amb un 20 % d’excés respecte l’estequiomètric.
La reacció que té lloc és: 2 C6H5O3N + 23 H2O2 Æ 12 CO2 + 28 H2O + 1 N2 La cinètica d’oxidació ve donada per r = k c2nitrofenol essent k = 6 l/(mol min). La reacció té lloc en un reactor de tanc agitat de 100 litres operant en continu.
Calcula: a) b) c) d) e) El cabal volumètric de la solució de peròxid que cal introduir al reactor.
La concentració del contaminant a l’entrada del reactor El temps de residència del reactor El grau de conversió que s’assolirà La composició del corrent de sortida de gasos i el seu cabal volumètric en condicions normals (T = 0ºC i P =1 at) Nota: Cal entregar sempre un full amb el nom per cada part de l’examen ...