Balance de energia(entalpia) en un evaporador de simple efecto

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.

[pic]

[pic] 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 deagua (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)
[pic] flujo másico (lb/h ; kg/h)

Si consideramosel proceso a presión constante tenemos:

[pic] donde Cp es la capacidad calorífica a presión constante, la cuál se considerará constante para rangos no muy amplios de temperatura

[pic][pic]

[pic]

Se tiene :

[pic]
donde:

[pic] flujo másico de vapor de calefacción
[pic] flujo másico de alimentación al evaporador
[pic] flujo másico del líquido concentrado que sale delevaporador
(s = calor latente de vaporización del agua (vapor de calefacción)
( = calor latente de vaporización del agua a la presión existente en la cámara del evaporador
cpa = calorespecífico(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 calefacciónse utiliza la siguiente expresión:

[pic]

U = coeficiente global de transferencia de calor (BTU/pie2.h.ºF)
A = área de transmisión de calor (pie2, m2)
tv = temperatura de condensación del...