caratula de inge 2

Métodos de evaporación
MSc. Gabriela Barraza J.

Evaporador de efecto simple
• Balance de masa
• Para sólidos
Fx F  LxL

• Total

V, TV, hV

F, xF, TF, hF
S, PS, TS, hS

F  S V C  L
S C
F V  L

L, xL, TL, hL

V, TV, hV

Evaporador de efecto simple, h
F, x , T
F

F

F

S, PS, TS, hS

• Balance de energía
FhF  Shs  VhV  ChC  LhL
FhF  S hS  hC  VhV  LhL

L, xL, TL, hL

S C
hS  hg ; hC  h f

FhF  SS  VhV  LhL

hF  cpF TF  TR
S  h fg a PS ó TS
hV  hgT1  cpV EPE 
hL  cpL TL  TR

TR  0C
en TVS
TL  TV  T1  EPE

Ing. Gabriela Barraza J.

en TVS

Evaporador de efecto simple
• Velocidad de transferencia de calor
Q  SS  UAT

T  TS  TV 
TV  T1  EPE

• Economía de vapor
V
EV *100
S

Ing. Gabriela Barraza J.

Efecto múltiple

Ing. Gabriela Barraza J.

Evaporador de efecto múltiple

• Balance de masa del sistema
• Para sólidos
FX F  LXL3
• Total
F  S  C1  C2  C3  V3  L3
F  V1  V2  V3  L3

S  C1 C2  V1 C3  V2

Ing. Gabriela Barraza J.

Evaporador de efecto múltiple

• Balance total en cada efecto
• Evaporador I
– Para sólidos

–Total

F  S  V1  C1  L1
S  C1

FX F  LXL1

F  V1  L1
L1  F  V1

Ing. Gabriela Barraza J.

Evaporador de efecto múltiple
• Evaporador II
Para sólidos
L1 xL1  L2 xL2

Total
L1  V1  V2  C2  L2

V1  C2

L1  V2  L2

L2  L1  V2

Ing. Gabriela Barraza J.

Evaporador de efecto múltiple
• Evaporador III
Para sólidos
L2 xL2  L3 xL3

Total
L2  V2 V3  C3  L3

V2  C3

L2  V3  L3

L3  L2  V3

Ing. Gabriela Barraza J.

Evaporador de efecto múltiple
• Balance de energía
• Evaporador I
FhF  Shs  VhV1  ChC1  LhL1

S  C1

FhF  S hS  hC1  VhV1  LhL1

hS  hg ; hC1  h f





FhF  SS  VhV1  LhL1

hF  cpF TF  TR

TR  0C

S  h fg a PS ó TS

en TVS

hV1  hgT1  cpV EPE1 



hL1 cpL1 TL1  TR



TL1  TV1  T1  EPE
Ing. Gabriela Barraza J.

en TVS

Evaporador de efecto múltiple

• Evaporador II
L1hL1  V1V1  V2 hV2  L2 hL2



hL1  cpL1 TL1  TR



V  h fg a T1

TR  0C
en TVS

1

hV2  hgT2  cpV EPE 2 



hL2  cpL2 TL2  TR



TL2  TV2  T2  EPE 2

Ing. Gabriela Barraza J.

Evaporador de efecto múltiple

•Evaporador III
L2 hL2  V2V2  V3hV3  L3hL3



hL2  cpL2 TL2  TR



V  h fg a T2

TR  0C
en TVS

2

hV3  hgT3  cpV EPE3 



hL3  cpL3 TL3  TR



TL3  TV3  T3  EPE3

Ing. Gabriela Barraza J.

Cálculo de la temperatura de cada
efecto
Asumir :

q1  q2  q3
A1  A2  A3
T1  T2  T3

Además :
q1  U1 A1T1  SS
q2  U 2 A2 T2  V1V1

q3 U 3 A3T3  V22

Cálculo del ΔTútil del sistema
• Si



T  T  T   T  T  EPE 
T  T  T   T  T  EPE 
T1  Ts  TV1  Ts  T1  EPE1 
2

1

V2

3

2

V3

1

2

2

3

2

3

Tútil   T  T1  T2  T3  TS  T3   EPE1  EPE 2  EPE3 

Cálculo de la temperatura de cada
efecto
 T  T  T
1

2

 T3

Dividiendoentre T1 :
ΣΔT ΔT1  ΔT2  ΔT3

ΔT1
ΔT1

Despejando T1 :
ΔT1
ΔT1 
* ΣΔT
ΔT1  ΔT2  ΔT3

Ing. Gabriela Barraza J.

Cálculo de la temperatura de cada
efecto
•
•

Suponiendo

λS = λV
Entonces este vapor (V) se condensa en el siguiente efecto
cediendo aproximadamente la misma cantidad de calor al
siguiente evaporador.
q1 = q2 = q3
UA1 ΔT1 = UA2ΔT2 = UA3 ΔT3

Ing.Gabriela Barraza J.

Cálculo de la temperatura de cada
efecto
• En general , la construcción de equipos comerciales es con
áreas iguales en todos los efectos.
De :
ΔT1 

ΔT1
* ΣΔT
ΔT1  ΔT2  ΔT3

Y:
q1  U1 A1T1

q2  U 2 A2 T2

q3  U 3 A3T3

Despejando T :
ΔT1 

q1
U1A1

ΔT2 

q2
U2A2

Ing. Gabriela Barraza J.

ΔT3 

q3
U 3A 3

Cálculo de la...