balance de energia

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 decalefacción 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 temperaturade 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 yevaporar 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 apresión 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 delagua (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...