Operaciones Unitarias III - Evaporadores

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OPERACIONES UNITARIAS III 
PRQ603 
EVAPORADORES 
• BALANCE GLOBAL 
𝐹 = 𝐿 + 𝑉 
• BALANCE PARCIAL PARA EL SOLUTO 
𝐹 ∗ 𝑋𝑓 = 𝑉 ∗ 𝑋𝑣 + 𝐿 ∗ 𝑋𝑙 
• BALANCE DE ENERGIA 
𝐹 ∗ ℎ𝑓 = 𝑉 ∗ 𝐻𝑣 + 𝐿 ∗ ℎ𝑙 
• ECONOMIA DEL PROCESO 
𝐸 =
∑𝑉
𝑆
 
SECUENCIA (evaporadores multiples) 
1.Realizar balance de masa 
2.Analizar y calcular ∆T 
3.Igualar calores (suponer áreas iguales) para calcular las temperaturas que 
faltan 
4.Realizar un balance entálpico a cada efecto, para poder determinar los flujos 
faltantes 
5.Calcular calores 
6.Calcular áreas 
7.Si las áreas son diferentes se realiza el reajuste 
8.Calcular nuevamente las temperaturas que faltan 
9.Volver al paso 
 
EJERCICIOS 
1. Se desea concentrar una disolución desde el 10% hasta el 40% de sólidos, en 
un evaporador triple efecto. El vapor de calefacción del primer efecto es vapor 
saturado a 2.1 kg/cm2de presión absoluta, y al vacíomantenido sobre el ultimo 
efecto corresponde una temperatura de ebullición de 50 °C. La alimentación 
entra a 25 °C, en proporción de 10000 kg/h. Los tres efectos tendrán la misma 
superficiede calefacción. Calcular: 
a)El consumo de vapor 
b)La distribución de temperaturas 
c)La superficie de calefacción de cada efecto para los casos de alimentación 
directa 
 
Datos: Se despreciará la elevación del punto de ebullición. Se supondrá que el 
calor especifico de la disolución es 1.00 kcal/kg °C para todas las 
concentraciones Los coeficientes de transmisión del calor serán:(en 
kcal/m2h°C.) U1=2600 , U2=1700, U3=1000 
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2. En un evaporador de triple efecto se tratan 10000 kg/h de una disolución de 
NaOH al 10% para concentrarla hasta el 40%. La alimentación es mixta; entra 
en el segundo efecto a 30 °C, pasa después al tercero y por último al primero. 
En estas condiciones los coeficientes integrales de transmisión de calor para los 
efectos I, II y III en kcal/m2h°C. valen 1400, 1300 y 1200. Para la calefacción del 
primer efecto se dispone de vapor saturado a 4.5 atm, y el tercer efecto se 
mantiene a una presión absoluta de 0.12atm. Calcúlese: 
a)La superficie de calefacción de cada efecto, suponiendo que son iguales 
b)La temperatura de ebullición de cada efecto 
c)La evaporación de cada efecto 
d)La economía del sistema