Principios termicos de evaporacion

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Fenómenos de transferencia durante la evaporación
* Transferencia de Calor:
El fenómeno de transporte de energía calorífica en la evaporación es principal fundamento de dicha operación unitaria.
Durante la evaporación de un fluido de proceso se llevan a cabo dos mecanismos de transferencia de energía calorífica, la conducción y la convección. Para el caso de la convección, esta se presentade manera natural y de manera forzada.
La conducción se presenta cuando el fluido de servicio entra rodeando al fluido de proceso a través de una pared de acero inoxidable, en este caso la energía calorífica es capaz de conducirse a través de la pared metálica para ceder el calor al interior del tanque.
Posteriormente se presenta la transferencia por convección. Una vez que el calor logrótransferirse por la pared metálica, se comienza a transferir en el fluido de proceso, pero ahora cuando las moléculas se calientan se expanden y aumentan su volumen por unidad de masa, haciendo más ligera la porción calentada del fluido desplazándose hacia arriba la que de inmediato es remplazada por una porción más fría, que es la parte más pesada del fluido. En este caso nos estamos refiriendo a laconvección natural regida por la ley de Newton de enfriamiento.
Para hacer mas optima la operación se suele emplear un agitador de propelas que proporciona una fuerza mecánica al fluido para hacer la transferencia de calor en menor tiempo. Este agitador provoca efectos en la convección del fluido, es decir que ahora por tener una fuerza mecánica aplicada el régimen del fluido pasa a serturbulento presentándose transferencia de energía por convección forzada. Cuando se presenta este tipo de mecanismo de transferencia el coeficiente de transferencia de calor se calcula asociando el número de Reynolds y el número de Prandtl.
* Transferencia de masa:
Esta dada por el cambio de fase logrado cuando el agua de la sustancia pasa de la fase liquida a la fase vapor.
La transferencia demasa se refleja en el aumento de la concentración de la solución.
* Transferencia de momentum:
Esta dada por el cociente de las fuerzas inerciales y las fuerzas viscosas (Número de Reynolds) del fluido de proceso,
Cuando se emplea un sistema de agitación mecánica provoca que el fluido se mueva a régimen turbulento, existiendo mayor contacto molecular lo cual provoca un aumento en la energíainterna del sistema.
Con el motivo de elevar los coeficientes de transferencia de calor y hacer más eficiente la operación se emplean evaporadores de circulación forzada.
Mecanismos de transferencia de calor
La trasmisión de energía se da por tres mecanismos diferentes:
* Conducción:
Es un mecanismo en el cual la transferencia de calor está dada por la energía del movimiento de laspartículas o moléculas, siendo la transmisión de energía de las de mayor a las de menor movilidad. Este mecanismo siempre está presente, en el caso de fluidos, las partículas adquieren movimientos y otras formas de transmisión de energía (convección) que compiten con la conducción que en ocasiones es despreciable.
La transmisión de calor por conducción es importante en sólidos porque impartemovilidad a los átomos de la red cristalina produciendo el transporte molecular de la energía. Para que se pueda transferir una propiedad como el calor, es necesario que exista una fuerza impulsora que contrarreste la resistencia.
La ecuación básica de la transferencia de calor por conducción en estado estable está regida por la denominada LEY DE FOURIER, en fluidos sólidos y líquidos. El flujo de calores proporcional a la diferencia de la fuerza impulsora e inversamente proporcional a la resistencia del conductor.

-qA=kdTdX

* Convección:
La transferencia de calor por convección implica el transporte de calor a través de una fase y el mezclado de elementos macroscópicos de proporciones calientes y frías.
El mecanismo de convección siempre está presente en fenómenos en donde existe...
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