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Operaciones Unitarias, Segundo parcial.

Resuelva el siguiente ejercicio de evaporación múltiple (3 evaporadores), con los datos que se proporcionan:
Datos para ejercicio de repaso • Capacidades caloríficas de las alimentaciones y
F 21700.000 KG/H el producto
Cpf = 4. 19 − 2. 35𝑥𝑓
xf 0.180
• Entalpias (vapor)
Tf 32.000 °C
H1=𝐻𝑠2(𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝í𝑎 𝑎 𝑇𝑠2) + 1. 884 * 𝐸𝑃𝐸1 _ Hs2 (Ts2)
Ts1 123.198 °C H2= Hs3+1.884*EPE2 Hs3 (Ts3)
P3 14.000 KPa H3= Hs4+1.884*EPE3 _ Hs4 (Ts4)
x3 0.550 • Calor latente (intercambiador)
U1 3120.000 W/m2 K λ1=
U2 1902.000 W/m2 K 𝐻𝑠1 (𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝í𝑎 𝑑𝑒 𝑡𝑎𝑏𝑙𝑎𝑠) − ℎ𝑠1(𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝í𝑎 𝑑𝑒 𝑡𝑎𝑏𝑙𝑎𝑠 𝑎 𝑇𝑠1)
hs1 (Ts1)
U3 1110.000 W/m2 K λ2=𝐻1 − ℎ𝑠2 (𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝í𝑎 𝑑𝑒 𝑡𝑎𝑏𝑙𝑎𝑠 𝑎 𝑇𝑠2) hs2 (Ts2)
λ3=𝐻2 − ℎ𝑠3(𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝í𝑎 𝑑𝑒 𝑡𝑎𝑏𝑙𝑎𝑠 𝑎 𝑇𝑠3) hs3 (Ts3)

Balance (EFECTO TRIPLE) Entalpías de alimentación y producto


• Balance de masa general
F= L3+ Vt hf= Cpf*(Tf-Tref)
VT= (V1+V2+V3) hL1=CpL1*(T1-Tref)
Balance de sólidos general hL2=CpL2*(T2-Tref)
F*xF= L1*X1=L2*X2=L3*X3 hL3=CpL3*(T3-Tref)
Balance de masa para cada evaporador y de sólidos
1. F= V1+L1 , F*xF= L1*X1
2. L1=V2+L2 , L1*x1= F*xf= L2*X2
3. L2=V3+L3 , L2*x2= F*xf= L3*X3

Efecto de la temperatura (efecto triple) Balance (Evaporador triple efecto)


• EPE para cada evaporador • Balance de masa para cada evaporador (cantidad
T3=(Temperatura de saturación para Presión en de vapor “real”)
evaporador 3)+EPE3 1. F= L3+ Vt
Ecuaciones dependiendo del o los solutos
2. L1=V2+L2
EPE1= (°C) 1.78x+6.22x², (°F) 3.2x+11.2x²
3. L2=V3+L3
• ΣΔT = Ts1-T3-(EPE1+EPE2+EPE3)
• Balance energía para cada evaporador (S, L1, L2)
• ΔT para cada evaporador (ajuste de
temperaturas) F*hf + S*λ1 = L1Cp(T1-Tref)+V1H1
1/𝑈1 L1*hL1 + V1* λ2 = L2Cp(T2-Tref)+V2H2
Δ𝑇 = Σ∆𝑇 1/𝑈1+1/𝑈2+1/𝑈3 L2*hL2 + V2* λ3 = L3Cp(T3-Tref)+V3H3
1/𝑈2
Δ𝑇 = Σ∆𝑇 1/𝑈1+1/𝑈2+1/𝑈3
1/𝑈3
Δ𝑇 = Σ∆𝑇 1/𝑈1+1/𝑈2+1/𝑈3
(sustituyendo el
numerador por 1/U2, 1/U3 dependiendo el caso)

Efecto de la temperatura (efecto triple) Transferencia de calor y área


• Velocidad de transferencia de calor (intercambiador
• T de ebullición en cada evaporador
de calor)
T1= Ts1-ΔT1 q1=(S/3600)*(λs1*1000)
T2= T1-EPE1-ΔT2 q2= (V1/3600)*(λs2*1000)
T3= T2-EPE2-ΔT3 q3= (V2/3600)*(λs3*1000)
• Temperaturas de los intercambiadores de calor • Área (ec. de velocidad de transferencia de calor
Ts2= T1-EPE1 usando el área)
q1= U1*A1*ΔT1
Ts3= T2-EPE2 q2= U2*A2*ΔT2
Ts4= T3-EPE3 q3= U3*A3*ΔT3
𝐴1+𝐴2+𝐴3
Am=
3
Si las áreas difieren en más de 5%, se hace un segundo intento.
Alumnos:
Meneses López Steve Erick
Muñoz Isidoro Jesús Eduardo
Pérez Muñoz Jeremy

Grado y grupo: 6to “D”

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