EVAPORADOR DE CIRCULACIÓN FORZADA.

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL[pic 1][pic 2]

Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas

OPERACIONES UNITARIAS

LAB. DE OPERACIONES DE SEPARACION DIFUSIONALES

PRACTICA 1

EVAPORADOR DE SIMPLE EFECTO DEL TIPO DE CIRCULACION

FORZADA CON RECIRCULACION

ALUMNA: Ana María Vázquez Sánchez

GRUPO: 3PM61

PROFESOR: Baldemar Martínez Hernández

Fecha de Entrega: 12-Marzo-2017

OBJETIVOS

Que el alumno al término de las sesiones correspondientes al estudio de este equipo experimental sea capaz de:

1. Explicar el funcionamiento del evaporador de simple efecto de circulación forzada
2. Operar el equipo realizando cambios en las variables que puedan ser controladas a voluntad del operador
3. Analizar los efectos de los cambios de las variables y como lograr un aumento en la capacidad de producción

CONSIDERACIONES TEORICAS

VENTAJAS:

•Válido para aplicaciones de escalado

•Adecuados para líquidos de alta viscosidad

LIMITACIONES:

•Requerimiento energético elevado

•Ciclos largos de producción

Utilizan una bomba para forzar el flujo del líquido a concentrar a través del intercambiador de calor. Esto permite alcanzar antes la temperatura, la velocidad y la turbulencia adecuadas para aumentar la velocidad del proceso y disminuir el depósito de residuos en el interior de los tubos.

Evaporador de Circulación Forzada

El equipo instalado en el laboratorio corresponde a la clasificación de evaporadores de tubos largos verticales y en él, la velocidad de circulación de la solución en el interior de los tubos de la calandria es proporcionada por la acción de una bomba centrifuga de gran capacidad y pequeña carga.

En este tipo de evaporador no hay ebullición de la solución dentro de los tubos por tanto no hay cambio de fase de la misma, ya que la ebullición se presenta en el separador debido a un cambio súbito de presión, que recibe el nombre de “flasheo”.

Para garantizar la diferencia de presión entre el separador y el interior de los tubos de la calandria, se diseñan estos evaporadores, ubicando el separador como mínimo 1 metro arriba del cabezal superior de la calandria, con objeto de que la columna hidrostática así lograda siempre mantenga la diferencia de presión y que impida la ebullición de la solución dentro de los tubos de la calandria.

En estos evaporadores no es necesario precalentar la solución diluida, ya que esta se alimenta a la línea de recirculación del separador hacia la calandria y al mezclarse la solución diluida con el gasto masa de recirculación, casi alcanza la temperatura de ebullición, leída esta, a la presión del separador. Con esta recirculación se logra que la solución pase “n” veces a través de los tubos que forman el área de calentamiento.

Este tipo de evaporador se recomienda para concentrar soluciones de origen inorgánicos de grandes viscosidades, ya que la velocidad suministrada por la bomba de recirculación permite adelgazar la película de la solución dentro de los tubos, logrando así mejorar notablemente el valor del coeficiente global de transferencia de calor; la elección del evaporador de circulación forzada se basa en el estudio de las propiedades de la solución. El instalar recirculación implica un gasto extra por bombeo, sin embargo, debe compararse con la ventaja económica del incremento de capacidad.

SECUENCIA DE CALCULOS

1. Evaporador:

1. Gasto másico de: agua, evaporado, producto, vapor:

1. Gasto másico del agua:

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1. Gasto másico del evaporado:

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1. Gasto másico del producto:

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1. Gasto másico de alimentación:

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1. Gasto másico del vapor:

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1. Balance de calor

El calor suministrado, el calor absorbido y el calor no absorbido en .[pic 13]

1. Calor suministrado:

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1. Calor absorbido:

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1. Calor no absorbido:

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1. Eficiencia térmica en %.

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1. Fuerza impulsora total de la transferencia de calor en :[pic 23]

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1. Coeficiente global de transferencia de calor en:[pic 26]

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1. Evaluar los valores de los siguientes parámetros que miden el comportamiento de un sistema de evaporación: factor de economía, capacidad de evaporación, capacidad de transferencia de calor y eficiencia térmica:

1. Factor de economía:

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1. Capacidad de evaporación:

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1. Capacidad de transferencia de calor:

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1. Determinar el gasto masa total de la solución recirculada por el interior de los tubos que forman el área de transferencia de calor en . [pic 38]

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1. Calcular la velocidad de la solución dentro de los tubos en seg.

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1. Calcular el tiempo de residencia de la solución dentro de los tubos en seg.

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1. Condensador:

1. Calor suministrado por el solvente evaporado en Kcal/h:

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1. Calor transferido al agua de condensación en Kcal/h:

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1. Calor no aprovechado en Kcal/h:

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