Transferencia De Calor y Balances

EJERCICIOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR

1) Un evaporador de simple efecto ha de concentrar 20.000lb/hr(9070Kg) de una solución de hidróxido de sodio al 20%, hasta un 50% de sólidos. La presiónmanométrica del vapor de agua es de 20 lbf/pulg2 (1,37 at) y la presión absoluta en el espacio de vapor, de 572 mmHg(11,0lbf/pul2). El coeficiente global U = 250 BTU/pie2.hr.ºF. La temperatura dealimentación es de 100ºF(37,8ºC).
Calcular la cantidad de vapor de agua consumida, la economía y la superficie de calefacción que se requiere

Solución:

a) Balance Másico

20.000 lb/hr*0,2 = mc * 0,5
mc = 8000 lb/h de concentrado

Agua evaporada: 20.000 – 8000 = 12.000 lb/h

b) Balance de energía

Mv * (v = mvapor agua* ( + ma * (Tc – Ta)
Calor latenteCalor sensible

Temperatura de ebullición de la solución = 197ºF
Presión = = 11,05 lb/pulg2
De la tabla de vapor saturado se obtienen los calores latentes de vaporización

[pic]

mv = 15.446lb/h flujo del vapor de calefacción

c) Economía

[pic]

E = 0,78

d) Superficie de calefacción

Q = U*A*(T

(T = 260-197

[pic]
Q = 13.708.000 BTU/h

[pic][pic]

A =83,85 m2

2) Se calientan 2000 L/h de puré de tomate desde 20ºC hasta 80ºC, utilizando vapor saturado a 220ºC. Si el vapor cede su calor latente y sale como condensado ¿qué cantidad de vapor serequerirá?

Datos:

Cp puré de tomate = 0,85 Kcal/KgºC

Densidad del puré = 1,089 Kg/L

Solución 2

1 3

4

Corrientes:

1. Puré de tomate a 20ºC
2. Vaporsaturado a 220ºC
3. Puré de tomate a 80ºC
4. Agua líquida a 220ºC(condensado)

[pic] ; ( = 446 Kcal/Kg

2000*1,09 0,85(80-20) = mv* 446

[pic]

Problemas a resolver

1. En unaplanta para desodorizar aceite vegetal, el aceite que fluye a 10000 Kg/h, se precalienta con un intercambiador de calor tubular mediante agua caliente en contracorriente. El flujo de masa de agua a...