DIAGRAMAS DE EVAPORADORES

PRACTICA 1
EVAPORADOR DE SIMPLE EFECTO DE CIRCULACIÓN NATURAL DEL TIPO DE PELÍCULA ASCENDENTE-DESCENDENTE
Objetivos:
Qué el alumno al término de las sesiones correspondientes al estudio de este equipo experimental sea capaz de:
Explicar el funcionamiento del evaporador de Simple Efecto con Circulación Natural del tipo de Película Ascendente-Descendente.
Operar el equipo realizandocambios en las variables que pueden ser controladas a voluntad del operador.
Analizar los efectos de los cambios de las variables y como lograr un aumento en la capacidad de producción.

Calculo de las condiciones de operación

Temperatura a la que precipitan los carbonatos = 75ºC
Restamos 3ºC
Temperatura de operación= 75ºC - 3ºC= 72ºC ->
P manometrica de vapor=0.3463Kgf/Cm2((760mmHg)/(1.033Kgf/Cm2 ))=254.78 mmHg
Pvacio en el condensador=585mmHg - 254.78mmHg = 330mmHg



1.- tabla de datos de condiciones de operación:
Presión manométrica del vapor (Kgf/Cm2) 1
Temperatura de alimentación (°C) 62
Vacío en el condensador (mmHg.) 330










2.- tabla de datos experimentales:
Diámetro del tanque (m) Temperaturas (ºC) Tiempo de operación(min) Diferencias dealtura de nivel (cm)


MA (Kg./h)
Solución diluida 0.596 56 10 12.5

Mp (Kg./h)
Solución concentrada 0.346 64 10 40.2

E (Kg./h)
Solvente evaporado 0.346 E
64 Ec
38 10 7.8


Mv (Kg./h)
Vapor de agua de caldera 0.402 Mv
96 Mvc
33 10 6.8


MH2O (Kg./h)
Agua de condensación 0.56 tentrada
24
tsalida
32
1 28

3.- secuencia de cálculosEVAPORADOR
Balance de materiales.
Masa de la solución diluida
MA=(πd^2 ∆hρ)/4θ=(π(0.596m)^2 (0.159m)(996.3 kg/m^3 ))/(4x10min 1h/60min)=265.16kg/h
Masa del evaporado
E=(πd^2 ∆hρ)/4θ=(π(0.346m)^2 (0.078m)(993 kg/m^3 ))/(4x10min 1h/60min)=43.69kg/h


Masa de la solución concentrada
MP=(πd^2 ∆hρ)/4θ=(π(0.346m)^2 (0.402m)(981 kg/m^3 ))/(4x10min 1h/60min)=222.47kg/h

Balance de calorCalor absorbido









Calor suministrado

=(πd^2 ∆hρ)/4θ=(π(0.402m)^2 (0.068m)(994.76 kg/m^3 ))/(4x10min 1h/60min)=51.51kg/h
=637.6kcal/kg

Calor no absorbido


Eficiencia térmica



Calculo de la fuerza impulsora ∆T
∆T=(∆T1-∆T2)/(ln ∆T1/∆T2)=(30ºC-32ºC)/(ln (30ºC)/(32ºC))=30.9892ºC
∆T1=Tvsat-Tsol`n diluida=96ºC-56ºC=30ºC
∆T2=Tvsat-Tsol`nconcentrada=96ºC-64ºC=32ºC
Calculo del área de transferencia de calor
A=Nt πDL=4π(0.03m)(2.55m)=0.9575m2




Calculo del coeficiente global de transferencia de calor

U=( )/A∆T=(27190.63 kcal/h)/(0.9575m^2 (30.9892ºC))=916.36kcal/(hm^2ºC)
Calculo del factor de economía
Economía=(solvente evaporado)/(masa de vapor alimentado)=(43.69 kg/h)/(51.51 kg/h) = 0.8481
Calculo de la capacidad evaporativaCe=(solvente evaporado)/(area de transferencia de calor) = (43.69 kg/h)/(0.9575m^2 )=45.62kg/(hm^2 )
Calculo de la capacidad de transferencia de vapor
=( )/(area de transferencia de calor)=(27190.63 kcal/h)/(0.9575m^2 )=28397.52kcal/(hm^2 )

Calculo de la velocidad de entrada de la solución a los tubos de la calandria “Ve”
Ve=( )/( )=(265.16 kg/h)/(4tubos 〖π(0.03m)〗^2/4(996.3 kg/m^3))=94.13m/h (1h/3600s)=0.0261m/s
Calculo de la velocidad del solvente evaporado “Ve”
=(43.69 kg/h)(6.1966 m^3/kg)/(4tubos 〖π(0.03m)〗^2/4)=95750.95m/h (1h/3600s)=26.59m/s
Tiempo de residencia de la solución dentro de los tubos
=(0.0261 m/s+26.59 m/s)/2=13.30m/s
=2.54m(4)/(13.30 m/s)=0.7639s


CONDENSADOR
Calculo del calor suministrado por el solvente evaporado
=(43.69 kg/h)(624.8kcal/kg)=27297.51kcal/h
Calculo del calor transferido al agua.

=(4117.53 kg/h)(1 kcal/(kgºC))(32-24)ºC=32940.24kcal/h
=(πd^2 ∆hρ)/4θ=(π(0.56m)^2 (0.28m)(995.09 kg/m^3 ))/(4x1min 1h/60min)=4117.53kg/h
Calculo del calor no absorbido
no absorbido= - =32940.24kcal/h-27297.51kcal/h=5642.73kcal/h
Calculo de la eficiencia térmica.
(27297.51 kcal/h)/(32940.24 kcal/h)x 100=82.87%
Calculo de la...