Problema de Evaporadores multiple efecto (Mixto)

7/25/2019 Problema de Evaporadores multiple efecto (Mixto)

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Un evaporador instalado en algn lugar donde el agua hierve a 97C s emplea

para concentrar una solucin de NaCl del 13% al 52%! "l VEP del ltimo

e#ecto es de 2$ ing & la presin en el condensador es 1'% menor a la delespacio vapor! (a solucin se alimenta a 2'C!"l evaporador empleado tiene una presin de 5) psig! (os coe*cientes detras#erencia son los siguientes+

U1=485

BTU

h ft2 F

U2=510 BTU

h ft2

F U1=470

BTU

h ft2

F

"l calor espec,*co se calcula con la siguiente relacin+

Cp=10.09X0.001 t= cal

g C

Calcular+

-! "l agua alimentada al condensador& si esta tiene una tw=15 C.! (as /reas igualesC! (a capacidad evaporativa del sistema0! (a econom,a del sistema

e procesan 3'''Kg

hde una sal!

olucin+

acemos el diagrama para identi*car las variales

.+ 04"6 6! 68-("

EEE

P=o .9P

E3

=


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Convertimos las U:s a las unidades del istema m;trico

U2=510

BTU

h ft2

F

4.882

Kcal

h m2

C

BTUh f

2 F

=2489.82 Kcal

h m2

C

U1=485

BTU

h ft2

F4.882

Kcal

h m2

C

BTU

h f2

F

=2367.77 Kcal

h m2

C

U3=470 BTU

h ft2 F4.882

Kcal

h m2

C

BTU

h f2

F

=2294.54 Kcal

h m2 C

Utotal= 1

1

U1

+ 1

U2

+ 1

U3

(ec .1)

Utotal= 1

1

2367.77+

1

2489.82+

1

2294.54

=793.782 Kcal

h m2

C

PEV=PatmVEP(ec .2)

0e las talas de vapor saturado uscamos el valor


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=ara cuestiones de un c/lculo m/s r/pido sin necesidad de interpolar& podemosusar la presin )!

PEV3=0.92740.8288=0.0986 Kg

cm2ta3=46 C

0espu;s calculamos la presinABSOLUTAdel vapor de calentamiento comose muestra a continuacin+

Pvman=56

lb

21.033

Kg

cm2

14.7lb

2

=3.9352 Kg

cm2

||=Patm+Pman=3.9352+0.9274=4.8626 Kg

cm2 Tvap=150 C

Pv

Ttotal=T!at( ta3+ "PEi )(ec .3)

#pi

= #ao

1 n$(

#pf#ao#pf )

(ec .4)

=ara poder otener los -=":s utili?aremos el Nomograma para sustanciasinorg/nicas vamos a uicar el N-C( aremos pasar una l,nea por lasconcentraciones otenidas de la ecuacin $ para leer el -="

.+ 04"6 6! 68-("


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#p2=#a

1=

0.13

11

3 (0.520.13

0.52 )=0.1733

@@@@@@@ "PE2=4.2

#p1=#a3= 0.131

2

3 (0.520.13

0.52 )=0.26

@@@@@@@ "PE1=4.8

#p3=

0.13

13

3 ( 0.520.130.52 )

=0.52@@@@@@@ "PE3=33

.+ 04"6 6! 68-("

"PE1

"PE3

"PE2


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Una ve? le,dos del Nomograma con la ecuacin 3 calculamos el Ttotal con

la ecuacin 5 calculamos cada delta A

Ttotal=150 (46+4.2+4.8+33 )=62 C

Ti=UTotal

Ui Ttotal(ec .5)

T2=

793.782

2489.82 (62

)=19.76

C

T1=

793.782

2367.77(62)=20.78 C

T3=

793.782

2294.54(62)=21.45 C

=ara sacar las tB:s ta:s es necesario saer la relacin termodin/mica detemperaturas


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-s, podemos calcular las temperaturas siguiendo este patrn de acuerdo almedio de calentamiento


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HE3=617.3+0.48 (33)=633.14

Kcal

Kg

'i=HEi+Hpi#aiHai#pi

#pi#ai (ec.7)

'1=650.104+109.5 (0.1733 )88.8(0.26)

0.260.1733 =602.68

Kcal

Kg

'2=641.116+88.8 (0.13 )19.33(0.1733)

0.17330.13 =830.212

Kcal

Kg

'3=633.14+69.07 (0.26 )109.5(0.52)

0.520.26 =483.21

Kcal

Kg

=ara poder conocer la masa de los evaporados es necesario hacer un alancede energ,a del calor suministrado el calor asorido en cada evaporador

(!)mini!t%a*o=(ab!o%bi*oMv+v=E1'1(ec .8)

E1+1=E2 '2(ec .9)

E2+2=E3'3(ec .10)

un alance de materia de los evaporados

E1+E2+E3=ET(ec .11)

.+ 04"6 6! 68-("

0onde el calor latente se leen a lata


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0onde podemos conocer la masa total del evaporado con la relacin+

ET=Ma(#p#a#p )

ET=3000

0.13( 0.52.0130.52 )=17307.69

Kg

h

0espu;s de la ecuacin > 9 despeEamos E1, E3

E1=

E2

'2

+1(ec .9 -)

E3=

E2+

2

'3(ec .10-)

ustituendo Gec!9HF Gec!1'HF en Gec!11F podemos otener E2

E2

'2

+1+E

2+

E2+

2

'3=17307.69

E2=

17307.69

( 830.212523.1 +1+ 539.0

483.21 )=4674.52

Kg

h

E1=

E2

'2

+1=4674.52

830.212

523.1=7418.93

Kg

h

E3=E2+2

'3=4674.52 539.0

483.21=5214.23Kg

h

=rocedemos al c/lculo de las /reas con la ecuacin 12

" i= Ei 'i

Ui Ti(ec .12)

.+ 04"6 6! 68-("

Nota+ como el enunciado nos dice


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"1=

7418.93(602.68)2367.77(20.78)

=90.87m2

"2=

4674.52(830.212)2489.82(19.76)

=78.88m2

"3=

5214.23(483.21)2294.54(21.45)

=51.19m2

=odemos oservar


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=ara calcular las entalpias del agua suponemos


11/12

ustituendo en la ecuacin podemos encontrar la masa de agua


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.+ 04"6 6! 68-("

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