Capacidad de evaporación

CAPACIDAD DE EVAPORACIÓN

La velocidad de transmisión de calor que a través de la superficie de calentamiento de un evaporador, de acuerdo con la definición del coeficiente global de transferencia, es igual al producto de tres factores: el área de la superficie de transmisión de calor A, el coeficiente global de transmisión de calor U, y la caída global de temperatura T, es decir:
q = U A T(1)
Si la alimentación que entra al evaporador está a la temperatura de ebullición correspondiente a la presión absoluta del espacio de evaporación, todo el calor transmitido a través de la superficie de calentamiento es utilizado en la evaporación, y la capacidad es proporcional a q. Si la alimentación entra fría, el calor que se necesita para calentarla hasta su temperatura de ebulliciónpuede ser bastante grande, y la capacidad, para un determinado valor de q, se reduce considerablemente, puesto que el calor utilizado en calentar la alimentación no produce evaporación. Por el contrario, si la alimentación entra a una temperatura superior a la de ebullición en el espacio de evaporación, una parte de ella se transforma espontáneamente en vapor hasta equilibrarse adiabáticamente con lapresión existente en el espacio de vapor, y la capacidad es mayor que la que corresponde al valor de q, este proceso recibe el nombre de “evaporación flash”.
La caída real de temperatura a través de la superficie de calentamiento depende de la solución que se evapora, de la diferencia de presiones entre la caja de vapor vivo y el espacio de vapor situado sobre el líquido hirviente, y de laaltura del líquido situado sobre la superficie de calentamiento. En algunos evaporadores también influye en la caída de temperatura la velocidad de líquido en los tubos, debido a que la pérdida por fricción en los tubos aumenta la presión efectiva del líquido. Cuando la solución posee las características del agua pura, su temperatura de ebullición se puede saber a partir de las tablas de vapor de aguasi se conoce la presión, puesto que corresponde a la temperatura de condensación.
Sin embargo, en los evaporadores reales, la temperatura de ebullición de una solución está además afectada por otros dos factores: la elevación del punto de ebullición y la carga de líquido.

AUMENTO EN EL PUNTO DE EBULLICION.

El aumento en el punto de ebullición de una solución con respecto al del agua, seconoce con el nombre de elevación en el punto de ebullición de las soluciones. Esta elevación es pequeña para soluciones diluidas o de coloides orgánicos, pero puede llegar a ser hasta de 80°C para soluciones concentradas de sales inorgánicas. La elevación del punto de ebullición hay que restarla de las caídas de temperatura que se producen a partir de las tablas de vapor de agua.
En la mayoríade los casos de evaporación, las soluciones no son tan diluidas, por lo tanto las propiedades térmicas de las soluciones que se evaporan pueden ser diferentes a las del agua, es decir, se pueden modificar bastante los valores de la capacidad calorífica y el punto de ebullición del agua.
Para soluciones concentradas, el aumento en el punto de ebullición (APE), se obtiene a partir de la regla deDühring que establece que el punto de ebullición de una solución, es una función lineal del punto de ebullición del agua pura a la misma presión. Para distintas concentraciones se obtienen líneas diferentes. La regla no es exacta para grandes intervalos de presión, pero para un intervalo moderado las líneas son principalmente rectas, aunque no necesariamente paralelas.
Cuando el calor de diluciónde la solución que se está concentrando es demasiado grande para despreciarlo, la entalpía no varía linealmente con la concentración a temperatura constante. La forma mas satisfactoria de presentar los valores de la entalpía es un diagrama de entalpía-concentración.

ECONOMIA DE UN EVAPORADOR.

El principal factor que afecta a la economía de un sistema de evaporación es el número de...