ejercicios

552

8.3

totales de transferencia de calor

resistencia despreciable; por la resistencia de las incrustaciones en el lado del liquido, por
coeficiente de la película líquida, que por lo general se forma en el interior de
tubos.
El coeficiente del vapor de agua que se condensa en el exterior de
tubos puede
usando
las ecuaciones (4.8-20) a la (4.8-26). La resistencia debida a laformación de
es
de predecir. Al aumentar la velocidad de circulación del líquido en los tubos, la formación de
incrustaciones se reduce notablemente. Ésta es una de las mayores ventajas de
evaporadores
de circulación forzada. La incrustación puede estar formada por sales,
como sulfato de calcio o
sulfato de sodio, cuya solubilidad disminuye al aumentar la temperatura y, por tanto, tiendendepositarse en los tubos calientes.
En el caso de evaporadores de circulación forzada es posible predecir
coeficiente en el
de los tubos cuando ahí hay poca o ninguna evaporación. La carga hidrostática
liquido en los tubos
evita la ebullición casi por completo. Pueden usarse entonces las ecuaciones estudiadas para predecir
el valor de para líquidos en el interior de los tubos. Las velocidadesempleadas suelen variar entre 2
y5
(7 y 15
El coeficiente de transferencia de calor puede
con la
de los tubos o en todos ellos, el uso de la ecuación que supone que no hay
resultados
conservadoramente seguros
En el caso de evaporadores de tubos verticales largos con
es
predecir el coeficiente de transferencia de calor, pues hay una zona sin ebullición en
de los
y una zona de ebullición enla parte superior. La longitud de la
shn
depende de
transferencia de calor en ambas zonas y de la caída de presión en la región de
de dos fases.
El coeficiente de transferencia de calor en la película de la zona sin
estimarse por medio
de la ecuación (4.5-8) con una constante de 0.028. Para la zona de
de dos fases,
(P2) proporcionan varias ecuaciones aplicables.
En evaporadores de tubosverticales cortos, los coeficientes de transferencia de calor pueden
estimarse con los mismos métodos de las unidades de tubos verticales Bargos con circulación natural.
Los evaporadores de tubos horizontales tienen coeficientes de transferencia de calor
mismo orden
de magnitud de los evaporadores de tubos verticales cortos.
En el caso de evaporadores de película con agitación, el coeficientede transferencia de
puede
estimarse con la ecuación
correspondiente a un
de
raspadores de
Estos métodos son útiles para el
de evaporadores en Pa practica, para evaluar los
de los cambios de condiciones de operación sobre los coeficientes. Al llevara cabo
o estimaciones de costos, resulta conveniente contar con
relativa los coeficientes totales
de transferencia de calor de los equiposcomerciales. Las referencias
dan
límites preliminares para diversos tipos de evaporadores, que aparecen en la
TABLA 8.3.1

de transferencia de calor para diversos

LI,

Tipo de evaporador

Tubo vertical corto, circulación natural
Tubo horizontal, circulación natural
Tubo vertical largo, circulación natural
Tubo vertical largo, circulación forzada
Película con agitación
Por logeneral, los líquidos no viscosos tienen los coeficientes
intervalos dados

altos y los liquides viscosos,

bajos

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Cap. 8

8.4

MÉTODOS DE CÁLCULO PARA EVAPORADORES DE
UN SOLO EFECTO
Balance de calor y de materia para evaporadores

La expresión básica para determinar la capacidad de un evaporador de efecto simple es la ecuación
que puede escribirse como
q =

AT

(8.4-l)donde AT K
es la diferencia de temperatura entre el vapor de agua que se condensa y el líquido
a ebullición en el evaporador. Para resolver la ecuación (8.4-l) es necesario determinar el valor de
q en W
llevando a cabo un balance de calor y materia en el evaporador de la figura 8.4-1.
La alimentación al evaporador es F
con contenido de sólidos de fracción de masa
temperatura
y entalpía...