Ingenierias

Luis Felipe Miranda Z. Universidad Nacional de San Agustín



Un evaporador instantáneo es un tanque en el que una mezcla multicomponente permanece el tiempo suficiente para alcanzar suequilibrio de fases, de modo que se separen los componentes más volátiles por el tope.

V, {yi}

F, {zi}

L, {xi}







Conocido: Temperatura y Presión en evaporador flash, así comofracciones de los componentes en la alimentación. Dado que se conoce T y P se determinan las constantes del equilibrio de fases, Ki. Incógnita: Fracción de alimentación vaporizada, {yi}, {xi}.

Balance global, (1)

L V  1
zi  Vyi  Lxi
yi Ki  xi



Balance por componente, (2)



Relación de equilibrio de fases, (3)



Combinando las 3 ecuaciones anteriores se obtienen lassiguientes expresiones:
zi K i  (1  K i ) L
(4)

xi 

zi xi  1  ( K i  1)V

(5)

yi 

K i zi K i  (1  K i ) L

(6)

K i zi yi  1  ( K i  1)V

(7)



Lascondiciones que deben satisfacer los cálculos de evaporación instantánea son:

x

i

1

y

i

1

Aplicando estas condiciones a las ecuaciones 4 a 7 se obtiene:

F1 ( L)  

zi 1  0 K i (1  K i ) L

F2 (V )  

zi 1  0 1  ( K i  1)V K i zi 1  0 1  ( K i  1)V

K i zi F3 ( L)   1  0 K i  (1  K i ) L

F4 (V )  



Para trabajar con funciones deconvergencia más lineales Rachford y Rice (1952) recomiendan restar de la función F4(V) la F2(V), obteniéndose:

zi ( K i  1) F (V )   0 1  ( K i  1)V
La derivada correspondiente es:

(8)

zi ( K i 1) 2 dF   0 2 dV [1  ( K i  1)V ]

(9)

Las ecuaciones (8) y (9) son útiles para cálculos iterativos Aplicando el método de iteración de Newton.





Para que sea factible laevaporación instantánea la mezcla se debe encontrar entre los puntos de burbuja y rocío. Para verificarlo se examina la F(V) entre los límites 0 y 1.

F (0)   zi K i  1

F (1)  1   ( zi /K...