guía problemas resueltos - evaporadores efecto múltiple versión alfa2

UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE INSTITUTO DE CIENCIA Y TECNOLOGIA DE LOS ALIMENTOS (ICYTAL) / ASIGNATURA : Ingeniería de Procesos III (ITCL 234) PROFESOR : Elton F. Morales Blancas

UNIDAD 8:EVAPORACION DE SOLUCIONES ALIMENTICIAS

GUIA DE PROBLEMAS RESUELTOS II: Evaporadores de múltiple efecto.

1.- Un evaporador de efecto triple con alimentación hacia adelante esta evaporando una solución de azúcar desde 25% de sólidos. El EPE puede estimarse de la siguiente expresión: EPE (ºC) = 1,78 + 6,22X2. se esta usando vapor de agua saturado a 205KPa. La presión en el espacio de vapor del tercer efecto es de 13,65Kpa. La velocidad de alimentación alcanza 22680kg/hr y la temperatura es de 300K. la capacidad calorífica del liquido puede calcularse mediante la siguiente expresión: Cp = 4,19 – 2,35X, donde Cp esta en kJ/kg K y X es la fracción en peso. Los coeficientes de transferencia de calor son U1 = 3123, U2 = 1987 y U3 = 1136 W/m2 K. calcular el área de cada uno de los efectos cuando todos ellos tiene la misma área, así como la misma velocidad de vapor de agua. Calcular también el suministro de agua y la economía de vapor.

1

(U1)

2

(U2)

3

(U3) S

TS, 205Kpa

P1,X1, '1T

V1=F-P1'

1T

TF, XF= 0,05

SC3

V2=P1-P2 '

2T

V3=P2-P3 '

3T

P2,X2, '2T

P3,X3, '3T

FIGURA 1. Efecto triple con alimentación hacia delante

Solución: PASO 1. Se interpolan las presiones dadas en el problema para calcular sus respectivas temperaturas. Presión de 205Kpa la temperatura de saturación es de TS= 121 ºC Presión de 13,65KPa la temperatura de saturación del efecto 3 es de 51,91 ºC PASO 2: Balance de materiales Balance total de materiales y de sólidos, para calcular la cantidad de producto concentrado y el caudal másico del vapor.

cSPVVVSFtotalBalance ++++=+= 321 ……(1)

1 1 2 2 3 3 1* * * * *F V V V 1PBalance de sólidos F X V X V X V X P X= = + + + ….(2)


Como la fracción de sólidos en el vapor es igual a cero la ecuación (2) se reduce a la expresión siguiente:

33 ** PF XPXFsolidosdeBalance == …(3) Remplazando en (3) los valores conocidos obtenemos: 25,0*05,0*22680 3P=

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= hrkgP 45363

Ahora con los valores de F y P podemos calcular el total vaporizado: 3321 PVVVF ++= …..(4) 3213 VVVPF ++=− 321453622680 VVV ++=− 32118144 VVV ++=

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= hrkgV 60481

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= hrkgV 60482

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= hrkgV 60483

Suponiendo que son iguales se realiza un balance de materiales en los dos efectos y obtenemos las siguientes ecuaciones:

321 , VyVV

Efecto 1: 11 VPF += ⎟⎠⎞⎜

⎝⎛=+= hrkgP 166326048226801 ….(5)

Efecto 2: 221 PVP += ⎟⎠⎞⎜

⎝⎛=+= hrkgP 105846048166322 ….(6)

Efecto 3: 332 PVP += ⎟⎠⎞⎜

⎝⎛=+= hrkgP 45366048105843 …..(7)

Balance de sólidos en cada efecto:

1* *F 1PBalance de sólidos F X P X= = ….(8) 1*1663205.0*22680 PX= 068,01 =PX

1 1 2* * 2P PBalance de sólidos P X P X= = ….(9)


2*10584068.0*16632 PX= 1,02 =PX

2 2 3* * 3P PBalance de sólidos P X P X= = ….(10) 3*45361.0*10584 PX= 25,03 =PX PASO 3. Cálculo de EPE en cada efecto con la ecuación dada en los datos:

222,678,1)(º XXCEPE += ….(11) Siento X la concentración de los líquidos, se remplaza en la ecuación (11) y se obtiene: Efecto 1: CCEPE º15,0068,0*22,6068,0*78,1)(º 2 =+= Efecto 2: CCEPE º24,01,0*22,61,0*78,1)(º 2 =+= Efecto 3: CCEPE º83,025,0*22,625,0*78,1)(º 2 =+= PASO 4. Estimación de la caída de temperatura en cada efecto.

∑∑ −−=Δ )()(3 EPETTT SATS ….(12)

CT º87,67)83,024,015,0(91,51121 =++−−=Δ∑ PASO 5. Cálculo de los valores de 21 TyT ΔΔ

CUUU

UTT º75,12

111

1

321

11 =

+Δ=Δ ∑

CUUU

UTT º048,20111

1

321

22 =

+Δ=Δ ∑

CUUU

UTT º06,35

111

1

321

33 =

+Δ=Δ ∑

Se debe recalcular los valores de temperatura, ya que el valor 1TΔ debe ser un valor mas alto.

CT º9,151 =Δ CT º94,182 =Δ CT º1,333 =Δ


Cálculo de '

1T , y '

2T '3T

1'

1 TTT S Δ−= CTS º121=

CT º1,1059,15121'1 =−=

121'

2 EPETTT −Δ−= CTS º95,10415,01,1052 =−=

CT º01,8615,094,181,105'2 =−−=

232'

3 EPETTT −Δ−= CTS º77,8524,001,863 =−=

ClT º67,5224,01,3301,86'3 =−−=

PASO 6. Resumen de las temperaturas involucradas en los tres efectos.

CTCT

Efecto

S º121º1,105

1

1

1

==

CTCT

Efecto

S º95,104º01,86

2

2

2

==

CTCT

Efecto

S º77,85º67,52

3

1

3

==

85,514

334

=+=

S

S

TEPETT

Condensado

PASO 7. Cálculo de las capacidades caloríficas de los líquidos.

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛=+= CkgkJCpF º0725,405,0*35,219,4

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛=+= CkgkJCpP º0302,4068,0*35,219,41

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛=+= CkgkJCpP º9409,3106,0*35,219,42

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛=+= CkgkJCpP º6025,325,0*35,219,43

PASO 8. Cálculo de las entalpías, de alimentación, producto 1, 2 y 3 , T en grados K ...(13) )( refTTCph −=

)(: refFFf TTCphdiluidolíquidodelentalpia −=

)15.273300(*0725,4 −=fh

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= kgkJh f 346,109

)(: 1 refPPP TTCphoconcentradlíquidodelentalpia −=

)15.27325,378(*0302,41 −=Ph

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= kgkJhP 57,4231


)(: refPPP TTCphoconcentradlíquidodelentalpia −=

)15.27316,359(*9409,32 −=Ph

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= kgkJhP 956,3382


)15.27382,325(*6025,33 −=Ph

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= kgkJhP 74,1892

PASO 9. Cálculo de las entalpías h para las corrientes de vapor con respecto al agua a 0 ºC como base.

Efecto 1: vapor saturado ⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= kgkJhS 4,2707)121(

vapor saturado ⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= kgkJhSC 966,507)121(

vapor recalentado ⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= kgkJhV 0256,2684)1,105(1


⎝⎛= kgkJhS 723,2683)95,104(2


⎝⎛= kgkJh SC 93,439)95,104(2


⎝⎛= kgkJhV 63,2653)01,86(2


⎝⎛= kgkJhS 1628,2653)77,85(3


⎝⎛= kgkJhSC 137,359)77,85(3


⎝⎛= kgkJhV 901,2596,2684)67,52(3

PASO 10. Cálculo del vapor requerido por el evaporador realizando un balance de energía. Efecto 1.

=energíadeBalance

SCcPVSF hShPhVhShF ***** 1111 ++=+ …..(14)

( )SCS

FPV

hhhFhPhV

S−

−+=

*** 1111 … …(15)

Efecto 2

)(1122221111 ***** SCVPVVP hVhPhVhVhP ++=+ …..(16)


Efecto 3:

2233332222 ***** VVPVP hVhVhPhVhP ++=+ …(17) se despeja 2P

12 5039,055,2398 PP += Luego se remplaza en la ecuación (16) y (17), se obtiene que

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= hrkgP 17.170651 ⎟

⎠⎞⎜

⎝⎛= hrkgP 32,109992 ⎟

⎠⎞⎜

⎝⎛= hrkgP 45363

Luego remplazando en la ecuación (15) se obtiene un vapor requerido de

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= hrkgS 41,9539

Ahora se remplaza en las ecuaciones (5), (6) y (7), despejando V se obtiene: 321 , PyPP

11 PFV −= ⎟⎠⎞⎜

⎝⎛=−= hrkgV 561517,17065226801

212 PPV −= ⎟⎠⎞⎜

⎝⎛=−= hrkgV 606632,1099917,170652

323 PPV −= ⎟⎠⎞⎜

⎝⎛=−= hrkgV 6463453632,109993

PASO 11. Cálculo del calor q transferido en el equipo y área de transferencia de calor. …..(18) ( SCS hhSq −=1 ) )(* )(1112 SCVV hhVq −= ….(19) Entonces:

( )977,5074,2707*41,95391 −=q

Wq 64,58281391 =

( )93,439025,2684*56152 −=q

Wq 84,35001642 =

( )14,35963,2653*60662 −=q

Wq 65,38662152 =


Cálculo de las áreas de cada efecto:

TU

qAΔ

=*

….(20)

21 117

9,15*312364,5828139 mA == 2

2 9394,18*198784,3500164 mA ==

2

3 1031,33*1136

65,3866215 mA ==

El área promedio es:

2321 1043

mAAA

Am =++

=

Cada evaporador tiene un área aproximada de 104m2

PASO 12.Cálculo de los nuevos valores de TΔ , estos se calculan con la siguiente ecuación.

CA

ATTm

º88,17* 11^1 =

Δ=Δ

CA

ATTm

º93,16* 22^2 =

Δ=Δ

CA

ATT

m

º78,32* 33^

3 =Δ

=Δ

CTTTT º59,673

^2

^1 =Δ+Δ+Δ=Δ∑

PASO 13. Cálculo de la economía de vapor Se entiende por economía de vapor de agua a la relación, existente entre el agua evaporada total y el vapor

consumido, entendiéndose entonces como el rendimiento de operación de un sistema de evaporación. Esto

en un lenguaje matemático se expresa:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛==

vapordekgevaporadaaguakg

SV

consumidovaportotalevaporadaaguaVE ..


SVVV

VE 321..++

=

41,9539646360665615.. ++

=VE

90,1.. =VE


2.- Una alimentación que contiene 2% en peso de sólidos orgánicos disueltos en agua se introduce a un evaporador de efecto doble con alimentación en retroceso. La alimentación entra a 37,77ºC y se y se concentra hasta un 25% de sólidos. Tanto la elevación del punto de ebullición como el calor de disolución pueden despreciarse. Cada evaporador tiene un área de 9,29m 2 y los coeficientes de transferencia de calor son U1 = 2838,98 y U2 = 3974,57W/m2ºK, la alimentación se introduce al efecto 2 y en el efecto 1 se alimenta vapor de agua a 689,5 KPa. La presión en el espacio del vapor del efecto 2 es de 6,75Kpa. Supóngase que el calor especifico de todos los líquidos es igual al del agua liquida. Calcular la velocidad de alimentación F y la velocidad de producto P1 de una solución conteniendo 25% de sólidos. Suponer una velocidad de alimentación F.

FIGURA 2 Evaporador de efecto doble con alimentación en retroceso.

1

2 6.86KPa 38.5ºC

S=687,5,KPa Vapor de agua

Producto concentrado

P1, X1 = 0.25, '1T

X2,P2, '2T

SC SC

Vapor V1 = P2 - P1,

'1T

Vapor V1 = P2 - P1,

'2T

F = 10000 XF = 0.02 TF = 37,77ºC

Solución: PASO 1.se interpolan las presiones dadas en el problema para calcular sus respectivas temperaturas. Presión de 689,47Kpa la temperatura de saturación es de TS= 164,33ºC Presión de 6,75KPa la temperatura de saturación del efecto 2 es de 38,24ºC Paso 2: Balance de materiales Balance total de materiales y de sólidos, para calcular la cantidad de producto concentrado y el caudal másico del vapor.

cSPVVSFtotalBalance +++=+= 21 ……(1)

112211 **** PVVF XPXVXVXFsolidosdeBalance ++== ….(2) Como la fracción de sólidos en el vapor es igual a cero la ecuación (2) se reduce a la expresión siguiente:

11 ** PF XPXFsolidosdeBalance == …(3)


Remplazando en (3) los valores conocidos obtenemos: 25,0*02,0*10000 P=

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= hrkgP 800

Ahora con los valores de F y P podemos calcular el total vaporizado: 121 PVVF ++= …..(4) 211 VVPF +=− 2180010000 VV +=− 219200 VV +=

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= hrkgV 46001

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= hrkgV 46002


21 VyV

Efecto 1: CSVPPS ++=+ 112 Efecto 2: 22 PVF +=

2460010000 P=− ⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= hrkgP 54002

Balance de sólidos en el efecto 2

2* *F 2PBalance de sólidos F X P X= = ….(5) 2*540002.0*10000 PX= 037,02 =PX PASO 3. Estimación de la caída de temperatura en cada efecto.

)(2 SATS TTT −=Δ∑ ….(6)

24,3833,164 −=Δ∑ T

∑ =Δ CT º09,126 PASO 4. Cálculo de los valores de 21 TyT ΔΔ


CUU

UTT º55,7311

1

21

11 =

+Δ=Δ ∑ C

UU

UTT º536,5211

1

21

22 =

+Δ=Δ ∑

Cálculo de : '

2'

1 TyT

1'

1 TTT S Δ−= 21'

2 TTT Δ−=

CT º78,9055,7333,164'1 =−= CT º2,38536,5278,90'

2 =−= PASO 5. Resumen de temperaturas en el proceso.

CTCTCT

CTCT

SCS

F

º78,90º33,164º33,164

º2,38º7,37

1

2

===

==

PASO 6. Cálculo de las entalpías, de alimentación, producto 1 y 2 con una capacidad calorífica de 4,186 correspondiente al agua. , T en grados K ...(7) )( refTTCph −=


)15.27392,310(*186,4 −=fh

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= kgkJh f 105,158


)15.27339,311(*186,42 −=Ph

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= kgkJhP 072,1602


)15.27315,363(*186,41 −=Ph

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= kgkJhP 74,3761

PASO 7. Cálculo de las entalpías h para las corrientes de vapor con respecto al agua a 0ºC como base.

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= kgkJhS 74,2762)33,164( ⎟

⎠⎞⎜

⎝⎛= kgkJhSC 42,694)33,164(

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= kgkJhV 348,2661)78,90(1 ⎟

⎠⎞⎜

⎝⎛= kgkJh SCV 24,380)78,90(1

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= kgkJhV 13,2571)24,38(2



=energíadeBalance

SCcPVSP hShPhVhShP ***** 111122 ++=+ …..(8) Efecto 2

)(1122221 ***** SCVPVVF hVhPhVhVhF ++=+ …..(9) Despejando en la ecuación (9) se obtiene la siguiente ecuación

)(

***

)(11

22221

SCVV

F

hhhFhVhPV

−−+

= ….(10)

Como V2 = F - P2 se remplaza en la ecuación (10) y obtenemos

)24,380348,2661(105,158*1000013,2571*)540010000(072,160*5400

1 −−−+

=V

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= hrkgV 67,48701

Como entonces: 920021 =+VV

67,487092002 −=V

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= hrkgV 33,43292

Ahora se remplaza en el balance del efecto 1 (ecuación (8)), para obtener el vapor requerido para el proceso.

SCcPVSP hShPhVhShP ***** 111122 ++=+

( )SCS

PPV

hhhPhPhV

S−

−+= 221111 ***

( )42,69474,2762072,160*540074,376*80034,2661*67,4870

−−+

=S

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= hrkgS 96,5994


)

PASO 9. Cálculo del calor q transferido en el equipo y área de transferencia de calor. …..(11) ( SCS hhSq −=1

)(* )(1112 SCVV hhVq −= ….(12) Entonces:

( )42,69474,2762*96,59941 −=q

Wq 352,34443041 =

( )24,38034,2661*67,48702 −=q

Wq 75,30862562 = PASO 10. Cálculo del área de los evaporadores mediante la siguiente ecuación.

TU

qAΔ

=*

….(13)

2

1 49,1655,73*98,2838

352,3444304 mA ==

2

2 78,1453,52*57,3974

75,3086256 mA ==


2221 166,152

mmAAAm ≈=+

=


CA

ATTm

º80,75* 11^1 =

Δ=Δ

CA

ATTm

º53,48* 22^2 =

Δ=Δ

CTTT º33,124^

2^

1 =Δ+Δ=Δ∑ PASO 12. Cálculo de la economía de vapor, velocidad de alimentación y de producto:

96,599433,432967,4870.. 21 +

=+

=S

VVVE


53,1.. =VE

Velocidad de alimentación:

calculada

alasumidoal A

AFF Re

Re *=

2

2

Re 169.92*10000mmF al = ( )hr

khF al 5,58062Re =

Para el cálculo de la velocidad del producto tenemos que:

11 ** PF XPXF =

25,0*02,0*5,58062 1P=

( )hrkhP 46451 =


3.- Una alimentación que contiene 5% en peso de sólidos orgánicos disueltos en agua se introducen a un evaporador de efecto doble con alimentación en retroceso. La alimentación entra a 40ºC y se concentra hasta 30% de sólidos. La elevación del punto de ebullición puede estimarse de la expresión: y el calor especifico de la solución puede calcularse

de la siguiente expresión:

222,678,1)(º XXCEPE +=

( ) XhrKkJCp 35,219,4 += ; donde X es la fracción de sólidos en peso.

La alimentación, 12000 kg/hr, se introduce al efecto 2 y en el efecto 1 se alimenta vapor de agua a 784,54KPa. La presión en el efecto del vapor de efecto 2 es 6,86 KPa. Los coeficientes de transferencia de calor son U1 = 3000 y U2 = 4000 W/m2-K. Calcular:

a) El flujo del producto de salida del efecto 1 b) El área de los evaporadores, asumiendo que ambos tienen la misma área c) La economía de vapor

1

2 6.86KPa 38.5ºC

784.5KPa Vapor de agua

S TS= 169.6ºC

Producto concentrado

P1, X1 = 0.3, '1T

X2,P2, '2T

SC SC

Vapor V1 = P2 - P1,

'1T

Vapor V2 = P2 - P1,

'2T

F = 12000 XF = 0.05 TF = 40ºC

FIGURA 3. Evaporador de efecto doble con alimentación en retroceso

Solución: PASO 1.se interpolan las presiones dadas en el problema para calcular sus respectivas temperaturas. Presión de 784,54Kpa la temperatura de saturación es de TS= 169,6ºC Presión de 6,86KPa la temperatura de saturación del efecto 2 es de 38,24ºC PASO 2: Balance de materiales Balance total de materiales y de sólidos, para calcular la cantidad de producto concentrado y el caudal másico del vapor.

cSPVVSFtotalBalance +++=+= 21 ……(1)

1 1 2 2 1 1* * * *F V V PBalance de sólidos F X V X V X P X= = + + ….(2)


Como la fracción de sólidos en el vapor es igual a cero la ecuación (2) se reduce a la expresión siguiente:

11 ** PF XPXFsolidosdeBalance == …(3) Remplazando en (3) los valores conocidos obtenemos: 30,0*05,0*12000 P=

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= hrkgP 2000

Ahora con los valores de F y P podemos calcular el total vaporizado: 121 PVVF ++= …..(4) 211 VVPF +=− 21200012000 VV +=− 2110000 VV +=

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= hrkgV 50001

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= hrkgV 50002


21 VyV

Efecto 1: CSVPPS ++=+ 112 Efecto 2: 22 PVF +=

2500012000 P=− ⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= hrkgP 70002

Balance de sólidos en el efecto 2

2* *F 2PBalance de sólidos F X P X= = ….(5) 2*700005.0*12000 PX= 085,02 =PX PASO 3. Cálculo de EPE en cada efecto con la ecuación dada en los datos:

222,678,1)(º XXCEPE += ….(6) Siento X la concentración de los líquidos, se remplaza en la ecuación (6) y se obtiene:


Efecto 1: CCEPE º09,130,0*22,630,0*78,1)(º 2 =+= Efecto 2: CCEPE º196,0085,0*22,6085,0*78,1)(º 2 =+= PASO 4. Estimación de la caída de temperatura en cada efecto.

∑∑ −−=Δ )()(2 EPETTT SATS ….(7)

CT º77,129289,154,386,169 =−−=Δ∑ PASO 5. Cálculo de los valores de 21 TyT ΔΔ

CUU

UTT º15,7411

1

21

11 =

+Δ=Δ ∑ C

UU

UTT º6,5511

1

21

22 =

+Δ=Δ ∑

Cálculo de : '

2'

1 TyT

1'

1 TTT S Δ−= 121'

2 EPETTT −Δ−=

CT º4,9515,746,169'1 =−= CT º71,38196,06,554,95'

2 =−−=

CTS º9,169=

CEPETTS º31,94112 =−= Condensado:

CEPETTS º51,38223 =−= PASO 6. Cálculo de las capacidades caloríficas de los líquidos.

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛=+= CkgkJCpF º0725,405,0*35,219,4

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛=+= CkgkJCpP º485,330,0*35,219,41

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛=+= CkgkJCpP º99,3085,0*35,219,42

PASO 7. Cálculo de las entalpías, de alimentación, producto 1 y 2 con una capacidad calorífica de 4,186 correspondiente al agua. , T en grados K ...(8) )( refTTCph −=



)15.27315,313(*0725,4 −=fh

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= kgkJh f 9,162


)15.27364,369(*485,31 −=Ph

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= kgkJhP 267,3361


)15.27305,312(*99,32 −=Ph

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= kgkJhP 23,1552

PASO 8. Cálculo de las entalpías h para las corrientes de vapor con respecto al agua a 0 ºC como base.

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= kgkJhS 28,2768)6,169( ⎟

⎠⎞⎜

⎝⎛= kgkJhSC 46,717)6,169(

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= kgkJhV 91,2670)49,96(1 ⎟

⎠⎞⎜

⎝⎛= kgkJh SCV 24,404)49,96(1

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= kgkJhV 2572)906,38(2


=energíadeBalance

SCcPVSP hShPhVhShP ***** 111122 ++=+ …..(9) Efecto 2

)(1122221 ***** SCVPVVF hVhPhVhVhF ++=+ …..(10) Despejando en la ecuación (10) se obtiene la siguiente ecuación

)(

***

)(11

22221

SCVV

F

hhhFhVhPV

−−+

= ….(11)


Como V2 = F - P2 se remplaza en la ecuación (11) y obtenemos

)24,40491,2670(9,162*120002572*)700012000(23,155*7000

1 −−−+

=V

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= hrkgV 49,52901

Como entonces: 1000021 =+VV

49,5290100002 −=V

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= hrkgV 5,47092

Ahora se remplaza en el balance del efecto 1, para obtener el vapor requerido para el proceso.

SCcPVSP hShPhVhShP ***** 111122 ++=+

( )SCS

PPV

hhhPhPhV

S−

−+= 221111 ***

( )46,71728,276823,155*700091,2670*49,5290267,336*2000

−−+

=S

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= hrkgS 225,6688

PASO 10. Cálculo del calor q transferido en el equipo y área de transferencia de calor. …..(12) ( SCS hhSq −=1 ) )(* )(1112 SCVV hhVq −= ….(13) Entonces:

( )46,71728,2768*22,66881 −=q

Wq 15,38100931 =

( )24,40491,2670*49,52902 −=q

Wq 158,33310542 = PASO 11. Cálculo del área de los evaporadores mediante la siguiente ecuación.

TU

qAΔ

=*

….(14)


21 13,17

15,74*300015,3810093 mA ==

22 97,14

53,52*57,3974158,3331054 mA ==


221 162

mAA

Am =+

=


CA

ATT

m

º34,79* 11^

1 =Δ

=Δ

CA

ATT

m

º02,52* 22^

2 =Δ

=Δ

CTTT º36,131^

2^

1 =Δ+Δ=Δ∑ PASO 13. Cálculo de la economía de vapor, velocidad de alimentación y de producto:

225,66885,470949,5290.. 21 +

=+

=S

VVVE

49,1.. =VE

guía problemas resueltos - evaporadores efecto múltiple versión alfa2

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