Guia Evaporadores múltiple efecto

Guia Evaporadores múltiple efecto

1. Una alimentación que contiene 2% en peso de sólidos orgánicos disueltos en agua se introduce a un evaporador de efecto doble con alimentación directa. La alimentación entra a 37,7ºC  y se concentra hasta un 25% de sólidos. Tanto la elevación del punto de ebullición como el calor de disolución pueden despreciarse. Cada evaporador tiene un área de 9,29m 2 y los coeficientes de transferencia de calor son U2 = 2838,98 y U1 = 3974,57W/m2 ºK,  en el efecto 1 se alimenta vapor de agua a 698,5 KPa. La presión en el espacio del vapor del efecto 2 es de 6,75Kpa. Supóngase que el calor específico de todos los líquidos es igual al del agua líquida. Calcular el  L1, V1 y V2  . El flujo de alimentación  F.es de 10000 kg/h[pic 1][pic 2][pic 3]

                                         V1                                               V2[pic 4][pic 5]

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   F = 10000

  XF = 2%[pic 9]

  TF = 37,7°C                                      L1, X1                                             L2, X2 = 25% [pic 10][pic 11]

[pic 12][pic 13][pic 14]

A1 = A2 = 9,29 m2             S                                           D1    

U2 = 2838,98    J/s m2 K

U1 = 3974,57  J/s m2 K  

Vapor: Ps = 698,5 KPa = 7 bar

             Ts = 165°C

             λs = 2066,3 Kj/kg

P2 = 6,75 KPa= 0,067 bar  Segundo efecto    Teb2 =38,03°C

Interpolar:      0.06      36,16°C

                        0,067      x

                        0,08        41,51°C

Teb2 = 38,03°C      

∆T = ( 165 -  38,03 ) = ∆T1 +  ∆T2 = ( Ts – Teb1 ) + ( Teb1 –Teb 2)

Q1 = Q2        U2 x A x∆T2 = U1 x A x ∆T1

                      2838,98 x ∆T2 = 3974,5 x ∆T1        ∆T2 = 1,4x ∆T1

126,97 = 1,4 x ∆T1  + ∆T1     ∆T2 = 74,06

                                                  ∆T1 = 52,9°C = 165 – Teb 1

Teb1 = 112,1C = 112°C

Teb2 = 38,03°C = 38°C

Balance a los sólidos

10000x 0,02  =  L2 x 0,25       L2 = 800 kg/h

Balance Global

10000 =  D1 + V2 + L2       D1 = V1

10000 = V1 + V2 + 800

9200 = V1 + V2       V2 = 9200 – V1

Balance al primer efecto

10000 = V1 + L1         L1 = 10000- V1

Balance energía segundo efecto

V1 x λ1 = V2 x H2 + L2 x hL2 – L1 x hL1

V1 x λ1 =  ( 9200 – V1) x H2  + 800 x hL2 – ( 10000 – V1) x hL1

     λ1=( T eb 1 = 112°C= se considera a la T= 110°C))= 2230,2 Kj/kg

     H2 = ( Teb2 = 38°C ) = 2570,7 KJ/kg

hL1 = 4,18 KJ/kg °C x 112°C =468,16 Kj/Kg

hL2 = 4,18 x 38°C = 158,84  Kj/kg

Reemplazando en Balance de Energía:

V1 = 4420,3 Kg/h     L1 = 5579,7 Kg / h       V2 = 4779,7 Kg /h

Economía = (V1 + V2) / S

Balance de energía primer efecto

S x λs =  V1 x H1 + L1 x hL1 – F x hF

Balance de energía primer efecto

 Λs( Ts = 165°C) = 2066,05  Kj/kg

H1 ( T = 112°C  = 110°C) =2691,5  Kj/ kg

hF = 4,18 x 37,7 = 157,6 KJ/kg

S =  6259,9    Kg/h

Economia =  9200 / 6259,9 = 1,47

Consumo = S = 6259,9 kg/h

1. En un evaporador de doble efecto de alimentación directa se van a tratar 10000 kg/h  de una solución acuosa para concentrarla desde un 10% hasta un 20%. La solución diluida entra al primer efecto a 20°C y el vapor saturado que ingresa está a 105°C, el vapor que sale del segundo efecto está a 50°C. Los coeficientes Globales U, son 1800 y 1500 Kcal / h m2 °C , respectivamente. Determinar:

a ) V1 y V2

b) El área de cada efecto

c) El consumo del vapor y la economía

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                                                                    V1                                                V2[pic 20][pic 21][pic 22][pic 23][pic 24][pic 25][pic 26][pic 27][pic 28]

                F                                               L1                                         L2

                                       S          s                                        D1

A1 = A2

Q1 = Q2

U1 x A X ∆T1  = U2 x A x ∆T2      

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