Balance De Materia Y Energia
luigi_tkd24 de Octubre de 2013
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BALANCE DE ENERGIA(ENTALPIA) EN UN EVAPORADOR DE SIMPLE EFECTO
En un evaporador de simple efecto el calor latente de condensación del vapor de agua es transmitido a través de una superficie de calefacción para vaporizar el agua de una disolución a ebullición. Se necesitan dos balances de energía(entalpía), uno para el vapor de agua y otro para la disolución.
Se requiere elevar la temperatura de la solución diluida desde la temperatura de alimentación hasta la de ebullición a la presión de la cámara del evaporador y luego se debe considerar la energía necesaria para llevar a ebullición y evaporar la solución.
velocidad de transmisión de calor a través de la superficie de calefacción desde el vapor de agua (BTU/h; Kcal/h; cal/h)
Hv = entalpía específica del vapor de agua (BTU/lb; Kcal/kg; cal/g)
Hl = entalpía específica del condensado
s = calor latente de condensación del vapor de agua(BTU/lb; Kcal/kg; cal/g)
flujo másico (lb/h ; kg/h)
Si consideramos el proceso a presión constante tenemos:
donde Cp es la capacidad calorífica a presión constante, la cuál se considerará constante para rangos no muy amplios de temperatura
Se tiene :
donde:
flujo másico de vapor de calefacción
flujo másico de alimentación al evaporador
flujo másico del líquido concentrado que sale del evaporador
s = calor latente de vaporización del agua (vapor de calefacción)
= calor latente de vaporización del agua a la presión existente en la cámara del evaporador
cpa = calor específico(capacidad calorífica) del líquido de alimentación
tc = temperatura del concentrado(al punto de ebullición)
ta = temperatura del líquido de alimentación
Si se requiere calcular el área de calefacción se utiliza la siguiente expresión:
U = coeficiente global de transferencia de calor (BTU/pie2.h.ºF)
A = área de transmisión de calor (pie2, m2)
tv = temperatura de condensación del vapor de calefacción
tl = temperatura de ebullición de la solución
T = caída de temperatura entre el vapor de calefacción y la solución en el evaporador
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