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    Problema 3.27 Ocon Tojo

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    Jurgen Corpi Gómez
    El documento describe el diseño de un evaporador de triple efecto para concentrar una solución acuosa de NaOH del 10% al 50% en peso. Se dan los balances de materia y energía para cada efecto. Se calculan las áreas de transferencia de calor requeridas para cada efecto así como las temperaturas de ebullición basadas en los coeficientes de transferencia de calor provistos.

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    El documento describe el diseño de un evaporador de triple efecto para concentrar una solución acuosa de NaOH del 10% al 50% en peso. Se dan los balances de materia y energía para cada efecto. Se calculan las áreas de transferencia de calor requeridas para cada efecto así como las temperaturas de ebullición basadas en los coeficientes de transferencia de calor provistos.

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    El documento describe el diseño de un evaporador de triple efecto para concentrar una solución acuosa de NaOH del 10% al 50% en peso. Se dan los balances de materia y energía para cada efecto. Se calculan las áreas de transferencia de calor requeridas para cada efecto así como las temperaturas de ebullición basadas en los coeficientes de transferencia de calor provistos.

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    Determine las áreas de transferencia de calor, las temperaturas de ebullición y la economía

    de un evaporador de triple efecto que concentra una disolución de NaOH


    desde el 10% hasta el 50 % en peso. El vapor de calefacción del primer efecto es
    vapor saturado de 6 atm y el vapor del tercer efecto condensa a 30 ° C. Se desean
    tratar 5 000 kg /h de alimentación a 30 ° C y si los coeficientes son
    U1=1500, U2 = 1200 y U3 = 900 kcal /h m 2 °C.

    Balance de materia Balance total de energía


    F= E1 + E2 + E3 + S3 FhF + WHw = E1HE1 + E2 HE2 + E3 HE3 + W hW + E3hE3

    Balance de NaOH
    FXs= S3Xs3 E1 + E2 + E3 = ET

    Balance en el primer efecto Balance en el primer efecto


    F = S1 + E1 5000= S1+ 1333.33
    FXf= S1Xs1 S1= 3666.667
    Xs1= (5000)(0.1)/3666.667= 0.136364
    Balance en el segundo efecto Balance en el segundo efecto
    S1= E2 + S2 S2 = 3666.667 - 1333.33 = 2333.333
    S1Xs1= S2Xs2 Xs2 = [(3666.667)(0.1363)]/2333.33 = 0.214286

    Balance en el tercer efecto Balance en el tercer efecto


    S2 = S3 + E3 S3 = 2333.33 - 1333.33 = 1000
    S2Xs2 = S3Xs3 Xs3=[(2333.33)(0.2142)]/1000 = 0.5

    Balance total de materia


    5000 = E1 +E2 + E3 + S3 Aumentos en el punto de ebullición
    5000(0.1)=S3(0.5) S3= 1000 De acuerdo a la tabla A-3, con XS1= 0.13, la temperatura de e
    5000 - 1000 = E1 +E2 + E3 del agua es de 100 °C, la de la solución da 100 °C, por lo tanto
    E1 +E2 + E3= 4000
    Suponemos E1=E2=E3 Si XS2 = 0.21, la T de la solución es 103 °C, Δe1 = 3 °C
    E1=E2=E3= 1333.333
    Si XS3 = 0.5, y la T de los vapores que condensan es 30 °C, Δe
    Temperatura del vapor de calentamiento a 6 atm =160 ° C
    Por lo tanto el ΔT útil = 160 –30 –(0+3+45)=82 ° C
    Datos
    xF 0.1 TF 30
    xs3 0.5
    F 5000
    U1 1500
    U2 1200
    U3 900
    Teb 30
    Balance de energía por evaporador
    W hW + E3hE3 W HW + F hF = E1HE1 + S1hs1 + Whw 1)
    E1HE1 + S1hs1 = E2HE2 + S2hs2 + E2hE2 2)
    E2HE2 + S2hs2 = E3HE3 + S3hs3 + E3hE3 3)

    Distribución de las áreas

    U1/U2 = DT2/DT1
    U2/U3 = DT3/DT2 Q1/A1=Q2/A2 U1/U2= 1.25
    DT1= (1/1.25)DT2 Q2/A2=Q3/A3 U2/U3= 1.333333
    DT3=(1.33)(DT2)
    ΔT1 + ΔT2 + ΔT3 = Δtútil
    82 = (0.8)(DT2) + DT2 + (1.33)(DT2)
    DT2 = 26.19808 Teb 1= 139.0415
    DT3= 34.93078 Teb 2= 112.8435
    DT1= 20.95847 Teb 3= 77.91267

    XS1= 0.13, la temperatura de ebullición


    olución da 100 °C, por lo tanto Δe1 = 0

    es 103 °C, Δe1 = 3 °C

    es que condensan es 30 °C, Δe3 = 75-30 = 45 °C


    ntamiento a 6 atm =160 ° C
    –(0+3+45)=82 ° C

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