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    Procesos de Separación 2

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    1. El flujo de líquido concentrado es de 200 kg/h y el flujo de vapor necesario es de 4800 kg/h según el balance de materia. 2. El balance de energía determina que el flujo de vapor de calefacción requerido es de 5396.18 kg/h. 3. El área de transferencia necesaria es de 33.37 m2 según el cálculo utilizando la ecuación de transferencia de calor.

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    1. El flujo de líquido concentrado es de 200 kg/h y el flujo de vapor necesario es de 4800 kg/h según el balance de materia. 2. El balance de energía determina que el flujo de vapor de calefacción requerido es de 5396.18 kg/h. 3. El área de transferencia necesaria es de 33.37 m2 según el cálculo utilizando la ecuación de transferencia de calor.

    Descripción original:

    Evaporador de simple efecto

    Título original

    procesos de separación 2

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    1. El flujo de líquido concentrado es de 200 kg/h y el flujo de vapor necesario es de 4800 kg/h según el balance de materia. 2. El balance de energía determina que el flujo de vapor de calefacción requerido es de 5396.18 kg/h. 3. El área de transferencia necesaria es de 33.37 m2 según el cálculo utilizando la ecuación de transferencia de calor.

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    1. El flujo de líquido concentrado es de 200 kg/h y el flujo de vapor necesario es de 4800 kg/h según el balance de materia. 2. El balance de energía determina que el flujo de vapor de calefacción requerido es de 5396.18 kg/h. 3. El área de transferencia necesaria es de 33.37 m2 según el cálculo utilizando la ecuación de transferencia de calor.

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    Se desea concentrar 5000 kg/h de aguas residuales conteniendo 2% en peso de sólidos hasta 50% en un evaporador de simple efecto.

    Como agente de calefacción


    se utiliza vapor de agua a 1.5 kg/cm2 absolutos (temperatura de condensación 112°C). En la cámara de evaporación hay una presión tal que la disolución hierve a
    55°C. La solución diluida entra a 30°C y su calor específico es de 1 Kcal/Kg °C. El condensado del vapor de calefacción abandona el efecto a su temperatura de
    condensación y la disolución concentrada sale a su temperatura de ebullición. Se requiere determinar los kilogramos de vapor necesarios y el área de
    transferencia para realizar la operación.

    V= ? Kg/h Ecuaciones de diseño


    vapor
    q=S λ λ = calor latente
    P q=U A ΔT
    F = 5000 kg/h q1=q2=q…
    xf = 2% T = 55 °C A1=A2=A…
    30 °C
    Cp = 1 Kcal/Kg°C líquido S= ? Kg/h Balances de energía
    2
    Ps = 1.5 Kg/cm
    F*hf + S*Hs = V1*Hv1 + L1*hL1 + Cs*hs H, entalpía en fase vapor (gas)
    h, entalpía en fase líquida

    Balance de Materia
    A=? m2
    C=S F=L+V General
    112 °C F * Xf = L * XL General
    L= ? Kg/h
    xL= 50% F * Xf = L * XL + V * 0
    55 °C

    U= 1500 Kcal/h m2 °C

    1.- Balance de Materia

    F * Xf = L * XL

    L = F * Xf / XL L= 200 kg/h

    F=L+V

    V=F-L V= 4800 kg/h

    2.- Balance de Energía


    Determinar la mayor cantidad de datos de entalpias, presiones y temperaturas en base a la información que nos da
    el problema. Si no hay tablas usar Ec. Regnault

    λ = 606.5 - 0.695 T λ = Kcal / kg T = °C

    F*hf + S*Hs = V*Hv + L*hL + Cs*hs

    Como S = C

    F*hF + S*Hs = V*Hv + L*hL + S*hs

    hj = Cpj * ( Tj - Tes ) Tj = Temperatura de la solución (entrada o salida)


    Tes = Temperatura de ebullición de la solución
    λv = Hv - hF hj = entalpía del líquido a la entrada o la salida
    Cpj = Cp del líquido a la entrada o la salida
    Hv = λv + hF

    Hv = Cpv * ( Tes - Tv ) Cpv = Cp del vapor (regularmente de agua)

    F * CpF ( TF - Tes ) + S*(λs = Hs - hs) = V* (Hv =λv + hF) + L * CpL ( TL - Tes)

    λ 55°C = 606.5 - 0.695 T λ 55°C = 568.28 Kcal / kg

    λ 112°C = 606.5 - 0.695 T λ 112°C = 528.66 Kcal / kg

    5000 * 1 * ( 30 - 55 ) + S *λ112°C = 4800 * (Hv = λv + Cpv (Tes - Tv ) + L * CpL ( TL - Tes) Tes, Temperatura de ebullición de la solución
    Tv, Temperatura del vapor
    5000 * 1 * ( 30 - 55 ) + S *λ112°C = 4800 * (λ55°C + Cpv (55 - 55 ) + 200 * CpL ( 55 - 55) Ts, Temperatura del vapor de calefacción
    T F , Temperatura de alimentación de la solución
    5000 * (- 25 ) + S * 528.66 = 4800 * (568.28) T L , Temperatura de líquido concentrado
    Tc, Temperatura del vapor de calefacción condensado
    -125000 + S * 528.66 = 2727744 S= 5,396.18 kg/h

    q=U A ΔT

    ΔT = Ts - Tes

    ΔT = 112 - 55 ΔT = 57 °C

    q=S λ112°C q= 2,852,744.00 Kcal/h

    2
    A = q / U ΔT A= 33.37 m

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