EVAPORADOR DE DOBLE EFECTO
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About This Presentation
EVAPORADOR DE DOBLE EFECTO
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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE OAXACA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA Y BIOQUÍMICA
LABORATORIO INTEGRAL III
PRACTICA N°4 EVAPORADOR DE DOBLE EFECTO
21 DE NOVIEMBRE DEL 2017, OAXACA DE JUAREZ, OAXACA.
TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE OAXACA
Departamento de Ingeniería Química y
Bioquímica
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE OAXACA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA Y BIOQUÍMICA
LABORATORIO INTEGRAL III
PRACTICA N°4 EVAPORADOR DE DOBLE EFECTO
21 DE NOVIEMBRE DEL 2017, OAXACA DE JUAREZ, OAXACA.
TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE OAXACA
Departamento de Ingeniería Química y
Bioquímica
1
Contenido
PRACTICA N°4 EVAPORADOR DE DOBLE EFECTO ......................................................................... 2
Objetivo ................................................................................................................................ 2
Introducción...............................................................................Error! Bookmark not defined.
Equipo utilizado..................................................................................................................... 5
Procedimiento experimental .................................................................................................. 6
Resultados ............................................................................................................................ 7
Cálculos ................................................................................................................................ 8
Observaciones ......................................................................................................................14
Conclusión ...........................................................................................................................14
Contenido
PRACTICA N°4 EVAPORADOR DE DOBLE EFECTO ......................................................................... 2
Objetivo ................................................................................................................................ 2
Introducción...............................................................................Error! Bookmark not defined.
Equipo utilizado..................................................................................................................... 5
Procedimiento experimental .................................................................................................. 6
Resultados ............................................................................................................................ 7
Cálculos ................................................................................................................................ 8
Observaciones ......................................................................................................................14
Conclusión ...........................................................................................................................14
2
LABORATORIO INTEGRAL III
PRACTICA N°4 EVAPORADOR DE DOBLE EFECTO
Objetivo
El objetivo de esta práctica es la evaluación experimental de los coeficientes globales de
transferencia de calor, eficiencia térmica, capacidad de evaporación y factores de economía tanto
en el primer como en el segundo efecto.
Introducción
EVAPORACION Y EVAPORADORES DE MULTIPLE EFECTO
Evaporación en múltiple efecto indica que el evaporado de un efecto se utiliza como medio de
calentamiento en el siguiente efecto, siempre se inicia por el cuerpo que recibe vapor de a
caldera. Los cuerpos que reciben vapor de una misma fuente solo forman un efecto
independientemente de la forma en que circule la solución.
El efecto múltiple puede operarse en paralelo o contracorriente. En el arreglo en paralelo el vapor
externo y la solución diluida entran en el primer efecto y de ahí ambos siguen al segundo efecto.
El circuito en paralelo es muy ventajoso, pues no requiere bombas para pasar la solución de efecto
a efecto pero tiene como inconveniente principal que la solución más concentrada está en el
efecto más frio y esto puede ser un gran inconveniente cuando se trate de soluciones que al
concentrarse aumenten gravemente en viscosidad.
Para poder proyectar en múltiple efecto se requiere disponer de una amplia diferencia de
temperatura entre el vapor de calentamiento y agua de enfriamiento a usar en el condensador,
para poder así asignar gradientes de temperatura razonablemente grandes a cada efecto. Sin
embargo la decisión de usar simple efecto o múltiple efecto solo es regida por los costos.
Al aumentar el número de efectos disminuye el costo de vapor de calentamiento requerido, pero
aumenta la evaporación inicial, el costo de mantenimiento y la amortización.
La mayoría de los evaporadores se calientan con vapor de agua que condensa sobre tubos
metálicos. Generalmente el vapor es de baja presión, inferior a 3 atm absolutas, y con frecuencia
el líquido que hierve se encuentra a un vacío moderado, de hasta 0,05atm absolutas. Al reducir la
temperatura de ebullición del líquido aumenta la diferencia de temperatura entre el vapor
condensante y el líquido de ebullición y, por tanto, aumenta la velocidad de transmisión de calor
en el evaporador.
El método general para aumentar la evaporación por kilogramo de vapor de agua utilizando una
serie de evaporadores entre el suministro de vapor vivo y el condensador recibe el nombre de
evaporación en múltiple efecto. En el cual el vapor procedente de uno de los evaporadores se
introduce como alimentación en el elemento calefactor de un segundo evaporador, y el vapor
procedente de éste se envía al condensador, la operación recibe el nombre de doble efecto. El
calor del vapor de agua original es reutilizado en el segundo efecto, y la evaporación obtenida por
unidad de masa del vapor de agua de alimentación al primer efecto es aproximadamente el doble.
LABORATORIO INTEGRAL III
PRACTICA N°4 EVAPORADOR DE DOBLE EFECTO
Objetivo
El objetivo de esta práctica es la evaluación experimental de los coeficientes globales de
transferencia de calor, eficiencia térmica, capacidad de evaporación y factores de economía tanto
en el primer como en el segundo efecto.
Introducción
EVAPORACION Y EVAPORADORES DE MULTIPLE EFECTO
Evaporación en múltiple efecto indica que el evaporado de un efecto se utiliza como medio de
calentamiento en el siguiente efecto, siempre se inicia por el cuerpo que recibe vapor de a
caldera. Los cuerpos que reciben vapor de una misma fuente solo forman un efecto
independientemente de la forma en que circule la solución.
El efecto múltiple puede operarse en paralelo o contracorriente. En el arreglo en paralelo el vapor
externo y la solución diluida entran en el primer efecto y de ahí ambos siguen al segundo efecto.
El circuito en paralelo es muy ventajoso, pues no requiere bombas para pasar la solución de efecto
a efecto pero tiene como inconveniente principal que la solución más concentrada está en el
efecto más frio y esto puede ser un gran inconveniente cuando se trate de soluciones que al
concentrarse aumenten gravemente en viscosidad.
Para poder proyectar en múltiple efecto se requiere disponer de una amplia diferencia de
temperatura entre el vapor de calentamiento y agua de enfriamiento a usar en el condensador,
para poder así asignar gradientes de temperatura razonablemente grandes a cada efecto. Sin
embargo la decisión de usar simple efecto o múltiple efecto solo es regida por los costos.
Al aumentar el número de efectos disminuye el costo de vapor de calentamiento requerido, pero
aumenta la evaporación inicial, el costo de mantenimiento y la amortización.
La mayoría de los evaporadores se calientan con vapor de agua que condensa sobre tubos
metálicos. Generalmente el vapor es de baja presión, inferior a 3 atm absolutas, y con frecuencia
el líquido que hierve se encuentra a un vacío moderado, de hasta 0,05atm absolutas. Al reducir la
temperatura de ebullición del líquido aumenta la diferencia de temperatura entre el vapor
condensante y el líquido de ebullición y, por tanto, aumenta la velocidad de transmisión de calor
en el evaporador.
El método general para aumentar la evaporación por kilogramo de vapor de agua utilizando una
serie de evaporadores entre el suministro de vapor vivo y el condensador recibe el nombre de
evaporación en múltiple efecto. En el cual el vapor procedente de uno de los evaporadores se
introduce como alimentación en el elemento calefactor de un segundo evaporador, y el vapor
procedente de éste se envía al condensador, la operación recibe el nombre de doble efecto. El
calor del vapor de agua original es reutilizado en el segundo efecto, y la evaporación obtenida por
unidad de masa del vapor de agua de alimentación al primer efecto es aproximadamente el doble.
3
El primer efecto de un evaporador de flujo múltiple es aquél en el que se introduce el vapor vivo y
en el que la presión en el espacio de vapor es la más elevada. El último efecto es el que tiene la
presión mínima en el espacio de vapor.
La presión en cada efecto es menor que la del efecto del cual recibe el vapor de agua y superior a
la del efecto al cual suministra vapor. Cada efecto, por sí solo, actúa como un evaporador de un
solo efecto, y cada uno de ellos tiene una caída de temperatura a través de su superficie de
calefacción Correspondiente a la caída de presión en dicho efecto.
El acoplamiento de una serie de cuerpos del evaporador en un sistema de múltiple efecto es una
cuestión de tuberías de interconexión y no de la estructura de las unidades individuales. La
numeración de los efectos es independiente del orden en el que las disoluciones entren como
alimentación de los mismos. En figura la alimentación diluida entra en el primer efecto, donde se
concentra parcialmente, pasa al segundo efecto para una concentración adicional y, por último, en
el tercer efecto alcanza la concentración final. La disolución concentrada se extrae del tercer
efecto mediante una bomba. En la operación en estado estacionario las velocidades de flujo y las
velocidades de evaporación son tales que tanto el disolvente como el soluto no se acumulan ni
disminuyen en cada efecto.
La concentración, temperatura y velocidad de flujo de la alimentación están ligadas, las presiones
en la entrada del vapor vivo y el condensador están establecidas, y todos los niveles de las
disoluciones se mantienen en cada efecto. Por tanto, todas las concentraciones internas,
velocidades de flujo, presiones y temperaturas se mantienen automáticamente constantes por sí
mismas durante la operación del proceso. La concentración de la disolución concentrada
solamente se puede modificar cambiando la velocidad de flujo de la alimentación. Si la disolución
concentrada es demasiado diluida, se reduce la velocidad de alimentación al primer efecto y,
contrariamente, se aumenta si es demasiado concentrada. La concentración en el último efecto y
de la disolución concentrada que descarga del mismo alcanzará eventualmente un nuevo estado
estacionario para el nivel deseado.
El primer efecto de un evaporador de flujo múltiple es aquél en el que se introduce el vapor vivo y
en el que la presión en el espacio de vapor es la más elevada. El último efecto es el que tiene la
presión mínima en el espacio de vapor.
La presión en cada efecto es menor que la del efecto del cual recibe el vapor de agua y superior a
la del efecto al cual suministra vapor. Cada efecto, por sí solo, actúa como un evaporador de un
solo efecto, y cada uno de ellos tiene una caída de temperatura a través de su superficie de
calefacción Correspondiente a la caída de presión en dicho efecto.
El acoplamiento de una serie de cuerpos del evaporador en un sistema de múltiple efecto es una
cuestión de tuberías de interconexión y no de la estructura de las unidades individuales. La
numeración de los efectos es independiente del orden en el que las disoluciones entren como
alimentación de los mismos. En figura la alimentación diluida entra en el primer efecto, donde se
concentra parcialmente, pasa al segundo efecto para una concentración adicional y, por último, en
el tercer efecto alcanza la concentración final. La disolución concentrada se extrae del tercer
efecto mediante una bomba. En la operación en estado estacionario las velocidades de flujo y las
velocidades de evaporación son tales que tanto el disolvente como el soluto no se acumulan ni
disminuyen en cada efecto.
La concentración, temperatura y velocidad de flujo de la alimentación están ligadas, las presiones
en la entrada del vapor vivo y el condensador están establecidas, y todos los niveles de las
disoluciones se mantienen en cada efecto. Por tanto, todas las concentraciones internas,
velocidades de flujo, presiones y temperaturas se mantienen automáticamente constantes por sí
mismas durante la operación del proceso. La concentración de la disolución concentrada
solamente se puede modificar cambiando la velocidad de flujo de la alimentación. Si la disolución
concentrada es demasiado diluida, se reduce la velocidad de alimentación al primer efecto y,
contrariamente, se aumenta si es demasiado concentrada. La concentración en el último efecto y
de la disolución concentrada que descarga del mismo alcanzará eventualmente un nuevo estado
estacionario para el nivel deseado.
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Tipos de Alimentación
La alimentación a los evaporadores de más de un efecto puede ser:
• Directa.
• Inversa.
• Mixta.
• Paralela.
Alimentación Directa
Consiste en introducir mediante una bomba la dilución diluida en el primer efecto y hacerla
circular después a través de los demás efectos, sin bombas, puesto que el flujo es en el sentido de
presiones decrecientes, y todo lo que se requiere es válvulas de control en las líneas de unión. Es
el modelo de flujo de líquido más sencillo. La concentración de la solución aumenta desde el
primer efecto hasta el último, del cual es extraída por una bomba.
Alimentación Inversa
En esta la solución diluida se alimenta en el último efecto y se bombea hasta los sucesivos efectos
hasta el primero, esta requiere una bomba entre cada pareja de efectos además de bomba para
extraer la solución concentrada, ya que el flujo es en sentido de presiones crecientes.
La alimentación inversa conduce con frecuencia a una mayor capacidad que la alimentación
directa cuando la disolución viscosa, pero puede producir menor economía cuando la alimentación
esta fría.
Alimentación Mixta.
En este tipo la solución diluida es alimentada en un efecto intermedio, circula con alimentación
directa hasta el extremo de la serie, y después se bombea hacia atrás a los primeros efectos para
Tipos de Alimentación
La alimentación a los evaporadores de más de un efecto puede ser:
• Directa.
• Inversa.
• Mixta.
• Paralela.
Alimentación Directa
Consiste en introducir mediante una bomba la dilución diluida en el primer efecto y hacerla
circular después a través de los demás efectos, sin bombas, puesto que el flujo es en el sentido de
presiones decrecientes, y todo lo que se requiere es válvulas de control en las líneas de unión. Es
el modelo de flujo de líquido más sencillo. La concentración de la solución aumenta desde el
primer efecto hasta el último, del cual es extraída por una bomba.
Alimentación Inversa
En esta la solución diluida se alimenta en el último efecto y se bombea hasta los sucesivos efectos
hasta el primero, esta requiere una bomba entre cada pareja de efectos además de bomba para
extraer la solución concentrada, ya que el flujo es en sentido de presiones crecientes.
La alimentación inversa conduce con frecuencia a una mayor capacidad que la alimentación
directa cuando la disolución viscosa, pero puede producir menor economía cuando la alimentación
esta fría.
Alimentación Mixta.
En este tipo la solución diluida es alimentada en un efecto intermedio, circula con alimentación
directa hasta el extremo de la serie, y después se bombea hacia atrás a los primeros efectos para
5
conseguir la concentración final. Esta forma permite eliminar alguna de las bombas que se
requieren en la inversa y permite realizar la evaporación final a temperaturas más elevadas.
Alimentación Paralela.
La solución diluida es alimentada directamente en cada efecto, no hay transporte de líquido entre
los efectos. Se utiliza en los evaporadores que presentan cristalización y donde se retiran
suspensiones de cristales y aguas madres.
Equipo utilizado
El evaporador de doble efecto disponible en el laboratorio para realizar la parte experimental de
esta práctica está conectado en circuito de alimentación en paralelo y sus dimensiones son las de
un equipo de planta piloto de esta forma los resultados obtenidos son extrapolables a escala
industrial.
As partes que constituyen el múltiple efecto son las siguientes:
a) Dos evaporadores
b) Dos separadores
c) Un tanque de alimentación de solución diluida, dotado de una bomba centrifuga
d) Dos tanques de vapor, uno conectado a la calandria del primer efecto y al segundo efecto
que descarga al tanque de medición de condensado
e) Un tanque hermético para recibir el producto concentrado que sale del separador del
segundo efecto
f) Un condensador de dos cuerpos para recibir el producto concentrado que sale del
separador del segundo efecto
g) Una bomba de vacio
conseguir la concentración final. Esta forma permite eliminar alguna de las bombas que se
requieren en la inversa y permite realizar la evaporación final a temperaturas más elevadas.
Alimentación Paralela.
La solución diluida es alimentada directamente en cada efecto, no hay transporte de líquido entre
los efectos. Se utiliza en los evaporadores que presentan cristalización y donde se retiran
suspensiones de cristales y aguas madres.
Equipo utilizado
El evaporador de doble efecto disponible en el laboratorio para realizar la parte experimental de
esta práctica está conectado en circuito de alimentación en paralelo y sus dimensiones son las de
un equipo de planta piloto de esta forma los resultados obtenidos son extrapolables a escala
industrial.
As partes que constituyen el múltiple efecto son las siguientes:
a) Dos evaporadores
b) Dos separadores
c) Un tanque de alimentación de solución diluida, dotado de una bomba centrifuga
d) Dos tanques de vapor, uno conectado a la calandria del primer efecto y al segundo efecto
que descarga al tanque de medición de condensado
e) Un tanque hermético para recibir el producto concentrado que sale del separador del
segundo efecto
f) Un condensador de dos cuerpos para recibir el producto concentrado que sale del
separador del segundo efecto
g) Una bomba de vacio
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Procedimiento experimental
Para lograr régimen permanente es necesario recordar que todas las variables de
operación del múltiple efecto son independientes y por lo tanto deben eliminarse
movimientos bruscos de válvulas y en ningún caso se debe esperar reacción instantánea
de las variables pues por estar interrelacionadas, tardan un mínimo de dos o tres minutos
en buscar su reajuste de equilibrio.
Lograr régimen permanente no es muy fácil y en un momento dado puede legarse a la
evaporación total en cualquiera de los efectos.
a) Llenar de solución el tanque de alimentación
b) Arrancar a bomba para hacer vacío en todo el equipo
c) Abrir todas las válvulas de equipo excepto a de alimentación de vapor
d) Una vez logrado e vacío uniforme en todo el equipo se llena de solución el primer
efecto y aumentar vapor hasta lograr 0.4 Kg/cm
2
de presión en a calandria. Al
alimentar vapor la válvula de purga de gases incondensables debe estar totalmente
abierta y cuando salga vapor franco cerrarla casi totalmente
e) Alimentar agua al serpentín de enfriamiento
f) Cuando se esté succionando el separador del primer efecto abrir la alimentación de
que sale al segundo efecto, pero teniendo mucho cuidado de mantener el nivel visible
de solución en dicho separador para garantizar que no pase evaporado por la línea
que solo debe llevar solución al segundo efecto
g) Una vez logrados gastos constantes y presiones constantes en todo el equipo debe
ponerse en marcha el registrador de temperaturas constantes
h) Cuando ya está operando el doble efecto a régimen permanente se tomaran
temperaturas iniciales de tiempo, niveles, se anotaran todas las temperaturas y
presiones y después de transcurrir 40 minutos se tomaran las lecturas de niveles
finales
i) Parar equipo: 1) cortar vapor, 2)romper vacío, 3)vaciar todos los tanques, 4) cerrar
agua a los condensadores
Arreglo del equipo
Procedimiento experimental
Para lograr régimen permanente es necesario recordar que todas las variables de
operación del múltiple efecto son independientes y por lo tanto deben eliminarse
movimientos bruscos de válvulas y en ningún caso se debe esperar reacción instantánea
de las variables pues por estar interrelacionadas, tardan un mínimo de dos o tres minutos
en buscar su reajuste de equilibrio.
Lograr régimen permanente no es muy fácil y en un momento dado puede legarse a la
evaporación total en cualquiera de los efectos.
a) Llenar de solución el tanque de alimentación
b) Arrancar a bomba para hacer vacío en todo el equipo
c) Abrir todas las válvulas de equipo excepto a de alimentación de vapor
d) Una vez logrado e vacío uniforme en todo el equipo se llena de solución el primer
efecto y aumentar vapor hasta lograr 0.4 Kg/cm
2
de presión en a calandria. Al
alimentar vapor la válvula de purga de gases incondensables debe estar totalmente
abierta y cuando salga vapor franco cerrarla casi totalmente
e) Alimentar agua al serpentín de enfriamiento
f) Cuando se esté succionando el separador del primer efecto abrir la alimentación de
que sale al segundo efecto, pero teniendo mucho cuidado de mantener el nivel visible
de solución en dicho separador para garantizar que no pase evaporado por la línea
que solo debe llevar solución al segundo efecto
g) Una vez logrados gastos constantes y presiones constantes en todo el equipo debe
ponerse en marcha el registrador de temperaturas constantes
h) Cuando ya está operando el doble efecto a régimen permanente se tomaran
temperaturas iniciales de tiempo, niveles, se anotaran todas las temperaturas y
presiones y después de transcurrir 40 minutos se tomaran las lecturas de niveles
finales
i) Parar equipo: 1) cortar vapor, 2)romper vacío, 3)vaciar todos los tanques, 4) cerrar
agua a los condensadores
Arreglo del equipo
7
Resultados
Efecto 1
Datos de la solución alimentada
Solución total preparada 222.497 kg
Solución alimentada al evaporador 137.03 kg
Entalpia de la solución alimentada 40 BTU/Ib
Masa del soluto empleada 4 kg
Temperatura de la solución alimentada 22°C
Masa de agua 218.497 Kg
Fracción masa del soluto en la solución 0.0179
solución sobrante en el tanque 85.467 Kg
Datos del vapor de calefacción
Presión del vapor de alimentación 1.6331 atm
Temperatura de entrada del vapor de
calefacción
114.35 °C
Entalpia del vapor a la entrada 1159.8 BTU/Ib
Masa de vapor empleado 31.776 Kg
Temperatura de salida del vapor de
calefacción
90°C
Presión de salida del vapor 0.691 atm
Entalpia del vapor a la salida 162.1 BTU/Ib
Datos del vapor generado en el efecto 1
Masa de vapor generado 16.166 kg
Temperatura del vapor generado 86 °C
Entalpia del vapor generado 1140.9 BTU/Ib
Datos del licor del efecto 1
Masa de la solución obtenida 120.864 kg
Temperatura de la solución obtenida 86 °C
Entalpia de la solución obtenida 155 BTU/Ib
Efecto 2
Datos de la solución alimentada
Solución alimentada al evaporador 120.864 kg
Entalpia de la solución alimentada 155 BTU/Ib
Temperatura de la solución alimentada 86°C
Resultados
Efecto 1
Datos de la solución alimentada
Solución total preparada 222.497 kg
Solución alimentada al evaporador 137.03 kg
Entalpia de la solución alimentada 40 BTU/Ib
Masa del soluto empleada 4 kg
Temperatura de la solución alimentada 22°C
Masa de agua 218.497 Kg
Fracción masa del soluto en la solución 0.0179
solución sobrante en el tanque 85.467 Kg
Datos del vapor de calefacción
Presión del vapor de alimentación 1.6331 atm
Temperatura de entrada del vapor de
calefacción
114.35 °C
Entalpia del vapor a la entrada 1159.8 BTU/Ib
Masa de vapor empleado 31.776 Kg
Temperatura de salida del vapor de
calefacción
90°C
Presión de salida del vapor 0.691 atm
Entalpia del vapor a la salida 162.1 BTU/Ib
Datos del vapor generado en el efecto 1
Masa de vapor generado 16.166 kg
Temperatura del vapor generado 86 °C
Entalpia del vapor generado 1140.9 BTU/Ib
Datos del licor del efecto 1
Masa de la solución obtenida 120.864 kg
Temperatura de la solución obtenida 86 °C
Entalpia de la solución obtenida 155 BTU/Ib
Efecto 2
Datos de la solución alimentada
Solución alimentada al evaporador 120.864 kg
Entalpia de la solución alimentada 155 BTU/Ib
Temperatura de la solución alimentada 86°C
8
Datos del vapor de calefacción
Presión del vapor de alimentación 0.691 atm
Temperatura de entrada del vapor de
calefacción
86°C
Entalpia del vapor a la entrada 1140.9 BTU/Ib
Masa de vapor empleado 16.166 Kg
Temperatura de salida del vapor de
calefacción
44°C
Presión de salida del vapor 0.691 atm
Entalpia del vapor a la salida 80 BTU/Ib
Datos del vapor generado en el efecto 2
Masa de vapor generado 19.86 kg
Temperatura del vapor generado 50°C
Entalpia del vapor generado 1114.4 BTU/Ib
Datos del licor del efecto 1
Masa de la solución obtenida 101.004 Kg
Temperatura de la solución obtenida 50°C
Entalpia de la solución obtenida 90 BTU/Ib
Cálculos
Efecto 1
V1=16.166 kg Tv1=86°C
XV1=0
HV1=1140.9
??????��
��
F= 137.03 Kg TF= 22°C
XF= 0.0179
hF= 40
??????��
��
S=31.76 �� Ts= 114.35 °C
Xs= 0
Hs=1159.8
??????��
��
S=31.76 �� Ts1= 90 °C
Xs= 0
hs=162.1
??????��
��
L1=120.864Kg TL1= 86 °C
XL1= 0.0205
hL1=155
??????��
��
Datos del vapor de calefacción
Presión del vapor de alimentación 0.691 atm
Temperatura de entrada del vapor de
calefacción
86°C
Entalpia del vapor a la entrada 1140.9 BTU/Ib
Masa de vapor empleado 16.166 Kg
Temperatura de salida del vapor de
calefacción
44°C
Presión de salida del vapor 0.691 atm
Entalpia del vapor a la salida 80 BTU/Ib
Datos del vapor generado en el efecto 2
Masa de vapor generado 19.86 kg
Temperatura del vapor generado 50°C
Entalpia del vapor generado 1114.4 BTU/Ib
Datos del licor del efecto 1
Masa de la solución obtenida 101.004 Kg
Temperatura de la solución obtenida 50°C
Entalpia de la solución obtenida 90 BTU/Ib
Cálculos
Efecto 1
V1=16.166 kg Tv1=86°C
XV1=0
HV1=1140.9
??????��
��
F= 137.03 Kg TF= 22°C
XF= 0.0179
hF= 40
??????��
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S=31.76 �� Ts= 114.35 °C
Xs= 0
Hs=1159.8
??????��
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S=31.76 �� Ts1= 90 °C
Xs= 0
hs=162.1
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��
L1=120.864Kg TL1= 86 °C
XL1= 0.0205
hL1=155
??????��
��
9
Calculo de la masa de la corriente de alimentación
Densidad del agua=0.993
Kg
L
Peso del agua en la solucion=218.497 Kg
Peso del soluto=4 Kg
Fraccion masa del soluto=0.0179
Densidad de la solucion=
Masa
Volumen
=
4 kg+218.497 kg
220 L
=1.0113
Kg
L
����=����??????���∗�������=1.0113
Kg
L
∗220 �=139.03 ��
Balance global de materia
�=�+�
Conociendo F y V se puede calcular L
137.03 ��=�1+16.166��
�1=120.864 ��
Balance por solutos
�??????
??????=�1??????
??????1
137.03 ��(0.0179)=120.864 ��(??????
??????1)
??????
??????1=0.0205
Cantidad de soluto en la corriente L1 =2.45 Kg
Balance de energía
�
ℎ??????+�
��=�1
ℎ??????1+�1
��1+�
ℎ�
Despejando S para conocer el gasto de vapor
�=
�1
ℎ??????1+�1
��1−�
ℎ??????
�
�−ℎ
�
�=
(266.459�� (155
���
��
)+35.64 ��(1140.9
���
��
))−(302.09 ��)(40
���
��
)
(1159.8
���
��
−162.1
���
��
)
�=70.04 ��=31.76 ��
Calculo de la masa de la corriente de alimentación
Densidad del agua=0.993
Kg
L
Peso del agua en la solucion=218.497 Kg
Peso del soluto=4 Kg
Fraccion masa del soluto=0.0179
Densidad de la solucion=
Masa
Volumen
=
4 kg+218.497 kg
220 L
=1.0113
Kg
L
����=����??????���∗�������=1.0113
Kg
L
∗220 �=139.03 ��
Balance global de materia
�=�+�
Conociendo F y V se puede calcular L
137.03 ��=�1+16.166��
�1=120.864 ��
Balance por solutos
�??????
??????=�1??????
??????1
137.03 ��(0.0179)=120.864 ��(??????
??????1)
??????
??????1=0.0205
Cantidad de soluto en la corriente L1 =2.45 Kg
Balance de energía
�
ℎ??????+�
��=�1
ℎ??????1+�1
��1+�
ℎ�
Despejando S para conocer el gasto de vapor
�=
�1
ℎ??????1+�1
��1−�
ℎ??????
�
�−ℎ
�
�=
(266.459�� (155
���
��
)+35.64 ��(1140.9
���
��
))−(302.09 ��)(40
���
��
)
(1159.8
���
��
−162.1
���
��
)
�=70.04 ��=31.76 ��
10
Calor suministrado por vapor de calefacción
�=�(�
�−ℎ
�)
�=(70.04 ��)(1159.8
���
��
−162.1
���
��
)=69879.22 ���
Economía del evaporador 1
�=
����� �������� (��)
����� ��??????������� (��)
=
16.166 ��
31.76 ��
=0.5
Se evaporan 0.5 Kg de agua proveniente de la solución alimentada por 1 kg de vapor suministrado
por la caldera
Calculo del coeficiente de diseño
Teniendo el tiempo de llenado y el volumen es posible determinar un área de 0.2276124 m
2
o
2.45 ft
2
�=��∆�
Despejando U de la formula
�=
�
�∆�
�=
69879.22 ���
(2.45 ��
2
)(237.83 °�−194°�)
=650.744
���
��
2
∗°�∗ℎ
Efecto 2
V2=19.86 kg Tv2=50 °C
XV2=0
HV2=1114.4
??????��
��
L1=120.864 Kg TL1= 86 °C
XL1= 0.0205
hL1= 155
??????��
��
V1=16.166 kg Tv1=86°C
XV1=0
HV1=1140.9
??????��
��
V1=16.166 Kg TV1= 44 °C
XV1= 0
hV1=80
??????��
��
L2=101.004Kg TL2= 50 °C
XL2= 0.0245
hL2= 90
??????��
��
Calor suministrado por vapor de calefacción
�=�(�
�−ℎ
�)
�=(70.04 ��)(1159.8
���
��
−162.1
���
��
)=69879.22 ���
Economía del evaporador 1
�=
����� �������� (��)
����� ��??????������� (��)
=
16.166 ��
31.76 ��
=0.5
Se evaporan 0.5 Kg de agua proveniente de la solución alimentada por 1 kg de vapor suministrado
por la caldera
Calculo del coeficiente de diseño
Teniendo el tiempo de llenado y el volumen es posible determinar un área de 0.2276124 m
2
o
2.45 ft
2
�=��∆�
Despejando U de la formula
�=
�
�∆�
�=
69879.22 ���
(2.45 ��
2
)(237.83 °�−194°�)
=650.744
���
��
2
∗°�∗ℎ
Efecto 2
V2=19.86 kg Tv2=50 °C
XV2=0
HV2=1114.4
??????��
��
L1=120.864 Kg TL1= 86 °C
XL1= 0.0205
hL1= 155
??????��
��
V1=16.166 kg Tv1=86°C
XV1=0
HV1=1140.9
??????��
��
V1=16.166 Kg TV1= 44 °C
XV1= 0
hV1=80
??????��
��
L2=101.004Kg TL2= 50 °C
XL2= 0.0245
hL2= 90
??????��
��
11
Balance global de materia
�
1=�
2+�
2
Conociendo L1 y V2 se puede calcular L2
120.864 ��=�2+19.86 ��
�2=101.004 ��
Balance por solutos
�
1??????
??????1=�2??????
??????2
120.864 ��(0.0205)= 101.004 ��(??????
??????2)
??????
??????2=0.0245
Cantidad de soluto en la corriente L2 = 2.474 Kg
Balance de energía
�1
��1+�1
ℎ??????1=�2
ℎ??????2+�1
ℎ�1+�2
��2
Despejando S para conocer el gasto de vapor
�1=
�2
ℎ??????2+�2
��2−�1
ℎ??????1
�
�1−ℎ
�1
�1=
(222.675 �� (90
���
��
)+43.783 ��(1114.4
���
��
))−(266.451 ��)(155
���
��
)
(1140.9
���
��
−80
���
��
)
�1=25.950 ��=11.770 ��
Calor suministrado por vapor de calefacción
�=�1(�
�1−ℎ
�1)
�=( 35.639 ��)(1140.9
���
��
−80
���
��
)=37810.36 ���
Economía del evaporador 2
�=
����� �������� (��)
����� ��??????������� (��)
=
19.86 ��
16.666 ��
=1.192
Se evaporan 1.697 Kg de agua proveniente de la solución alimentada por 1 kg de vapor
suministrado por la caldera
Balance global de materia
�
1=�
2+�
2
Conociendo L1 y V2 se puede calcular L2
120.864 ��=�2+19.86 ��
�2=101.004 ��
Balance por solutos
�
1??????
??????1=�2??????
??????2
120.864 ��(0.0205)= 101.004 ��(??????
??????2)
??????
??????2=0.0245
Cantidad de soluto en la corriente L2 = 2.474 Kg
Balance de energía
�1
��1+�1
ℎ??????1=�2
ℎ??????2+�1
ℎ�1+�2
��2
Despejando S para conocer el gasto de vapor
�1=
�2
ℎ??????2+�2
��2−�1
ℎ??????1
�
�1−ℎ
�1
�1=
(222.675 �� (90
���
��
)+43.783 ��(1114.4
���
��
))−(266.451 ��)(155
���
��
)
(1140.9
���
��
−80
���
��
)
�1=25.950 ��=11.770 ��
Calor suministrado por vapor de calefacción
�=�1(�
�1−ℎ
�1)
�=( 35.639 ��)(1140.9
���
��
−80
���
��
)=37810.36 ���
Economía del evaporador 2
�=
����� �������� (��)
����� ��??????������� (��)
=
19.86 ��
16.666 ��
=1.192
Se evaporan 1.697 Kg de agua proveniente de la solución alimentada por 1 kg de vapor
suministrado por la caldera
12
Calculo del coeficiente de diseño
Teniendo el tiempo de llenado y el volumen es posible determinar un área de 0.2276124 m
2
o
2.45 ft
2
�=��∆�
Despejando U de la formula
�=
�
�∆�
�=
37810.36 ���
(2.45 ��
2
)(186.8 °�−111.2°�)
=204.137
���
��
2
∗°�∗ℎ
Balance global en el evaporador de doble efecto
�
�??????��??????=�
�??????��??????+�
�??????��??????
137.03 ��=36.026+�
�??????��??????
�
�??????��??????=101.004 ��
Balance total de solutos
�
�??????��????????????
??????�??????��??????=�
�??????��????????????
??????�??????��??????
(137.03 ��)(0.179)=(101.004 ��)(??????
??????�??????��??????)
??????
??????�??????��??????=0.02428
Contenido total de sólidos en la solución de trabajo al final de la evaporación = 2.45 Kg
Economía total del proceso
�=
����� �������� (��)
����� ��??????������� (��)
=
36.0266 ��
47.926 ��
=0.7517
Por cada 0.7517 Kg de agua que se evaporó de la solución fue necesario alimentar 1 kg de vapor
Capacidad de evaporación total
�����??????��� �� ��������??????��=
����� �������� (��)
�����??????�� ��??????�������(��)
=
36.026 ��
137.03 ��
=0.2629
Se evaporan 0.2629 Kg de agua por cada kilogramo de solución alimentada
Calculo del coeficiente de diseño
Teniendo el tiempo de llenado y el volumen es posible determinar un área de 0.2276124 m
2
o
2.45 ft
2
�=��∆�
Despejando U de la formula
�=
�
�∆�
�=
37810.36 ���
(2.45 ��
2
)(186.8 °�−111.2°�)
=204.137
���
��
2
∗°�∗ℎ
Balance global en el evaporador de doble efecto
�
�??????��??????=�
�??????��??????+�
�??????��??????
137.03 ��=36.026+�
�??????��??????
�
�??????��??????=101.004 ��
Balance total de solutos
�
�??????��????????????
??????�??????��??????=�
�??????��????????????
??????�??????��??????
(137.03 ��)(0.179)=(101.004 ��)(??????
??????�??????��??????)
??????
??????�??????��??????=0.02428
Contenido total de sólidos en la solución de trabajo al final de la evaporación = 2.45 Kg
Economía total del proceso
�=
����� �������� (��)
����� ��??????������� (��)
=
36.0266 ��
47.926 ��
=0.7517
Por cada 0.7517 Kg de agua que se evaporó de la solución fue necesario alimentar 1 kg de vapor
Capacidad de evaporación total
�����??????��� �� ��������??????��=
����� �������� (��)
�����??????�� ��??????�������(��)
=
36.026 ��
137.03 ��
=0.2629
Se evaporan 0.2629 Kg de agua por cada kilogramo de solución alimentada
13
Balance de energía en el condensador
Cantidad de agua de enfriamiento empleada en la evaporación
76.45
��
�
∗
1�
1000 ��
∗
3600 �
1ℎ
∗2ℎ=550.44 �
550.44 �∗0.993
��
�
=546.586 ��=1205.015 ��
Balance de energía en el condensador
Calor ganado por el agua de enfriamiento
??????=���∆�
Sustituyendo datos
??????=(1205.015 ��)(1
���
��∗°�
)(82.4°�−71.6°�)=13014.171 ���
Calor perdido por el vapor del efecto 2
??????
�=�
���
�∆�
??????
�=(43.783 ��)(1
���
��∗°�
)(122°�−71.6°�)=2206.7035 ���
Capacidad de condensación
V2 =19.86 Kg=43.783 Ib
Ta=50°C= 112°F
Te=22°C= 71.6 °F
Vflujo= 78.45 ml/s
TF=28°C= 82.4°F
Vflujo= 78.45 ml/s
V3=19.86 Kg=43.783 Ib
TS=22°C= 71.6°F
Balance de energía en el condensador
Cantidad de agua de enfriamiento empleada en la evaporación
76.45
��
�
∗
1�
1000 ��
∗
3600 �
1ℎ
∗2ℎ=550.44 �
550.44 �∗0.993
��
�
=546.586 ��=1205.015 ��
Balance de energía en el condensador
Calor ganado por el agua de enfriamiento
??????=���∆�
Sustituyendo datos
??????=(1205.015 ��)(1
���
��∗°�
)(82.4°�−71.6°�)=13014.171 ���
Calor perdido por el vapor del efecto 2
??????
�=�
���
�∆�
??????
�=(43.783 ��)(1
���
��∗°�
)(122°�−71.6°�)=2206.7035 ���
Capacidad de condensación
V2 =19.86 Kg=43.783 Ib
Ta=50°C= 112°F
Te=22°C= 71.6 °F
Vflujo= 78.45 ml/s
TF=28°C= 82.4°F
Vflujo= 78.45 ml/s
V3=19.86 Kg=43.783 Ib
TS=22°C= 71.6°F
14
�����??????��� �� ���������??????��=
����� ���������� (��)
�??????��??????�� ����??????������� ��??????������� (��)
=
19.86 �� �� �����
546.586 �� �� ����??????�������
=0.036
Para condensar 0.036 Kg de vapor de agua es necesario utilizar 1 kg de líquido refrigerante (agua).
Observaciones
En la realización de esta práctica fue necesario preparar 220 L de una solución de sulfato de sodio
la cual tuvo que ser mezclada de forma contante para evitar la formación de terrones en el fondo
del recipiente utilizado, una vez lista la solución esta se alimentó al tanque de almacenamiento del
evaporador de doble efecto, teniendo la precaución de mantener cerrada la válvula de bola que
conecta el tanque de almacenamiento con la bomba del equipo, puesto que en esta conexión se
presentan fugas y por lo tanto se perdería un volumen considerable de solución.
Para iniciar la operación del equipo fue necesario utilizar el servicio de vacío con la finalidad de
crear la suficiente succión en el equipo y así facilitar la alimentación del mismo. Una vez que el
equipo alcanzó una presión de vacío de 520 mmHg se hace uso del servicio de agua de
enfriamiento en el condensador, para lo cual fue necesario controlar el flujo de alimentación y la
presión de agua fría mediante una válvula de globo para evitar el efecto de cavitación en la
tubería.
Con los servicios auxiliares dispuestos, se abrieron todas las válvulas de alimentación a una
determinada abertura que anteriormente se definió por prueba hidráulica para conocer el caudal
de alimentación. Una vez que la solución de sulfato de sodio llega a la calandria de calefacción fue
importante controlar la velocidad de paso del líquido por el intercambiador de calor, de tal forma
que la velocidad no tenía que ser demasiado lenta puesto que el agua se evaporaría rápido y las
sales se incrustarían en la calandria, así mismo la velocidad no podía ser demasiado rápida puesto
que la solución no alcanzaría a evaporar suficiente agua.
El licor obtenido del primer efecto pasa a una segunda calandria con el fin de concentrar más la
solución, esta alimentación es regulada por una lleve que de abre a una abertura determinada
para facilitar el cálculo del caudal alimentado. El vapor de agua obtenido del primer efecto se usa
como vapor de calentamiento del efecto 2.
El vapor de agua generado del efecto 2 pasa por un condensador, en el cual se mide la velocidad
de flujo del agua de enfriamiento y la temperatura de entrada y salida de la misma. Finalmente el
agua que se condenso en el condensador se almacena en un matraz esférico.
Para la realización de los cálculos solicitados fue necesario tomar mediciones de las temperaturas
de las distintas corrientes de entrada y salida del equipo, así como mediciones de los caudales y
mediciones del soluto en cada corriente
Conclusión
Con el desarrollo de esta práctica fue posible conocer el funcionamiento de un evaporador de
doble efecto y la realización de cálculos a partir de los datos recopilados a lo largo de la operación
del mismo. Para iniciar la operación del equipo fue necesario preparar una solución de sulfato de
sodio, por lo cual fue necesario medir un volumen de agua de 220 Litros, cuya densidad es de0.993
�����??????��� �� ���������??????��=
����� ���������� (��)
�??????��??????�� ����??????������� ��??????������� (��)
=
19.86 �� �� �����
546.586 �� �� ����??????�������
=0.036
Para condensar 0.036 Kg de vapor de agua es necesario utilizar 1 kg de líquido refrigerante (agua).
Observaciones
En la realización de esta práctica fue necesario preparar 220 L de una solución de sulfato de sodio
la cual tuvo que ser mezclada de forma contante para evitar la formación de terrones en el fondo
del recipiente utilizado, una vez lista la solución esta se alimentó al tanque de almacenamiento del
evaporador de doble efecto, teniendo la precaución de mantener cerrada la válvula de bola que
conecta el tanque de almacenamiento con la bomba del equipo, puesto que en esta conexión se
presentan fugas y por lo tanto se perdería un volumen considerable de solución.
Para iniciar la operación del equipo fue necesario utilizar el servicio de vacío con la finalidad de
crear la suficiente succión en el equipo y así facilitar la alimentación del mismo. Una vez que el
equipo alcanzó una presión de vacío de 520 mmHg se hace uso del servicio de agua de
enfriamiento en el condensador, para lo cual fue necesario controlar el flujo de alimentación y la
presión de agua fría mediante una válvula de globo para evitar el efecto de cavitación en la
tubería.
Con los servicios auxiliares dispuestos, se abrieron todas las válvulas de alimentación a una
determinada abertura que anteriormente se definió por prueba hidráulica para conocer el caudal
de alimentación. Una vez que la solución de sulfato de sodio llega a la calandria de calefacción fue
importante controlar la velocidad de paso del líquido por el intercambiador de calor, de tal forma
que la velocidad no tenía que ser demasiado lenta puesto que el agua se evaporaría rápido y las
sales se incrustarían en la calandria, así mismo la velocidad no podía ser demasiado rápida puesto
que la solución no alcanzaría a evaporar suficiente agua.
El licor obtenido del primer efecto pasa a una segunda calandria con el fin de concentrar más la
solución, esta alimentación es regulada por una lleve que de abre a una abertura determinada
para facilitar el cálculo del caudal alimentado. El vapor de agua obtenido del primer efecto se usa
como vapor de calentamiento del efecto 2.
El vapor de agua generado del efecto 2 pasa por un condensador, en el cual se mide la velocidad
de flujo del agua de enfriamiento y la temperatura de entrada y salida de la misma. Finalmente el
agua que se condenso en el condensador se almacena en un matraz esférico.
Para la realización de los cálculos solicitados fue necesario tomar mediciones de las temperaturas
de las distintas corrientes de entrada y salida del equipo, así como mediciones de los caudales y
mediciones del soluto en cada corriente
Conclusión
Con el desarrollo de esta práctica fue posible conocer el funcionamiento de un evaporador de
doble efecto y la realización de cálculos a partir de los datos recopilados a lo largo de la operación
del mismo. Para iniciar la operación del equipo fue necesario preparar una solución de sulfato de
sodio, por lo cual fue necesario medir un volumen de agua de 220 Litros, cuya densidad es de0.993
15
Kg/L, y en los cuales se disolvieron 4 Kilogramos de sulfato de sodio, el solvente y el soluto se
llevaron a agitación constante hasta obtener una mezcla homogénea de 222.497 Kg de peso.
Una vez preparada la solución, se enciende la bomba de vacío del equipo, la cual genera una
presión al interior del mismo de 520 mmHg con lo cual se facilitara la alimentación de la solución
posteriormente, así mismo se hace uso del servicio de agua de enfriamiento que se alimenta al
condensador, la cual alcanza un caudal de 78.45 ml/s.
Del total de la solución preparada solo se alimentan al equipo alrededor de 137.03 Kg, a una
temperatura de 22°C y una fracción de masa de soluto de 0.0179. Así mismo se alimentó 31,76 Kg
de vapor a una presión de 0.8 Kg/cm
2
y una temperatura de 114.35 °C a una calandria la cual
evaporó parte del agua de la solución de sulfato de sodio alimentada, una vez que el vapor
suministrado pasó por la calandria este sale a una temperatura de 90°C. El calor suministrado por
vapor de calefacción fue de 69879.22 BTU, el coeficiente de diseño para la calandria fue de
650.744
���
??????�
2
∗°??????∗ℎ
, lo que indica de acuerdo con la bibliografía una circulación forzada de la solución
alimentada, la economía del evaporador en el primer efecto es de 0.5, es decir se evaporan 0.5 Kg
de agua proveniente de la solución alimentada por 1 kg de vapor suministrado por la caldera
Del primer efecto se obtuvieron 16.166 Kg de vapor de agua a una temperatura de 86°C, así
mismo se obtuvo un licor de 120.864 Kg a una temperatura de 86°C y fracción másica del soluto de
0.0205.
Para el efecto 2 se alimenta 120.864 Kg de la solución de sulfato de sodio a una temperatura de
86 °C y una fracción másica de solutos de 0.0205. El vapor suministrado a la calandria fue de
16.166 kg a una temperatura de 86°C, después de su paso por la calandria el vapor alcanza una
temperatura de 44 °C a la salida. El Calor suministrado por vapor de calefacción fue de 37810.36
BTU, el coeficiente de diseño de la calandria fue de204.137
���
??????�
2
∗°??????∗ℎ
, que de acuerdo a la
bibliografía de consulta se corresponde a una circulación no forzada de la solución alimentada y la
presencia de incrustaciones en el evaporador. La economía del evaporador 2 fue de 1.192, es
decir, se evaporan 1.697 Kg de agua proveniente de la solución alimentada por 1 kg de vapor
suministrado por la caldera.
Del segundo efecto se obtuvieron 19.86 Kg de vapor de agua a una temperatura de 50 °C, así
mismo se obtuvo un licor de 101.004Kg a una temperatura de 50°C y fracción másica del soluto de
0.0245.
Para el condensador se alimentó 19.86 Kg de vapor de agua a una temperatura de 50°C, siendo su
temperatura final después de pasar por el condensador de 22°C. La masa de agua de enfriamiento
utilizada durante el proceso fue de 546.586 �� siendo su temperatura de alimentación de 22°C y
su temperatura final de 28°C. El calor ganado por el agua de enfriamiento fue de 13014.171 BTU y
la capacidad de condensación fue de 0.036, es decir, para condensar 0.036 Kg de vapor de agua es
necesario utilizar 1 kg de líquido refrigerante.
De esta forma la solución alimentada al inicio de la evaporación cuya concentración de solutos era
de 1.79% paso a tener una concentración de 2.05% después de pasar por el primer efecto, lo que
indica un aumento del 0.26%. Y finalmente alcanzó una concentración del 2.45% al salir del
evaporador 2, con lo cual se observa un incremento en la concentración del orden de 0.40%.
Kg/L, y en los cuales se disolvieron 4 Kilogramos de sulfato de sodio, el solvente y el soluto se
llevaron a agitación constante hasta obtener una mezcla homogénea de 222.497 Kg de peso.
Una vez preparada la solución, se enciende la bomba de vacío del equipo, la cual genera una
presión al interior del mismo de 520 mmHg con lo cual se facilitara la alimentación de la solución
posteriormente, así mismo se hace uso del servicio de agua de enfriamiento que se alimenta al
condensador, la cual alcanza un caudal de 78.45 ml/s.
Del total de la solución preparada solo se alimentan al equipo alrededor de 137.03 Kg, a una
temperatura de 22°C y una fracción de masa de soluto de 0.0179. Así mismo se alimentó 31,76 Kg
de vapor a una presión de 0.8 Kg/cm
2
y una temperatura de 114.35 °C a una calandria la cual
evaporó parte del agua de la solución de sulfato de sodio alimentada, una vez que el vapor
suministrado pasó por la calandria este sale a una temperatura de 90°C. El calor suministrado por
vapor de calefacción fue de 69879.22 BTU, el coeficiente de diseño para la calandria fue de
650.744
���
??????�
2
∗°??????∗ℎ
, lo que indica de acuerdo con la bibliografía una circulación forzada de la solución
alimentada, la economía del evaporador en el primer efecto es de 0.5, es decir se evaporan 0.5 Kg
de agua proveniente de la solución alimentada por 1 kg de vapor suministrado por la caldera
Del primer efecto se obtuvieron 16.166 Kg de vapor de agua a una temperatura de 86°C, así
mismo se obtuvo un licor de 120.864 Kg a una temperatura de 86°C y fracción másica del soluto de
0.0205.
Para el efecto 2 se alimenta 120.864 Kg de la solución de sulfato de sodio a una temperatura de
86 °C y una fracción másica de solutos de 0.0205. El vapor suministrado a la calandria fue de
16.166 kg a una temperatura de 86°C, después de su paso por la calandria el vapor alcanza una
temperatura de 44 °C a la salida. El Calor suministrado por vapor de calefacción fue de 37810.36
BTU, el coeficiente de diseño de la calandria fue de204.137
���
??????�
2
∗°??????∗ℎ
, que de acuerdo a la
bibliografía de consulta se corresponde a una circulación no forzada de la solución alimentada y la
presencia de incrustaciones en el evaporador. La economía del evaporador 2 fue de 1.192, es
decir, se evaporan 1.697 Kg de agua proveniente de la solución alimentada por 1 kg de vapor
suministrado por la caldera.
Del segundo efecto se obtuvieron 19.86 Kg de vapor de agua a una temperatura de 50 °C, así
mismo se obtuvo un licor de 101.004Kg a una temperatura de 50°C y fracción másica del soluto de
0.0245.
Para el condensador se alimentó 19.86 Kg de vapor de agua a una temperatura de 50°C, siendo su
temperatura final después de pasar por el condensador de 22°C. La masa de agua de enfriamiento
utilizada durante el proceso fue de 546.586 �� siendo su temperatura de alimentación de 22°C y
su temperatura final de 28°C. El calor ganado por el agua de enfriamiento fue de 13014.171 BTU y
la capacidad de condensación fue de 0.036, es decir, para condensar 0.036 Kg de vapor de agua es
necesario utilizar 1 kg de líquido refrigerante.
De esta forma la solución alimentada al inicio de la evaporación cuya concentración de solutos era
de 1.79% paso a tener una concentración de 2.05% después de pasar por el primer efecto, lo que
indica un aumento del 0.26%. Y finalmente alcanzó una concentración del 2.45% al salir del
evaporador 2, con lo cual se observa un incremento en la concentración del orden de 0.40%.
16
Bibliografía
Geankoplis, C. (2005). Procesos de transporte y operaciones unitarias. México: Continental.
Holland, C. (1981). Fundamentos y modelos de procesos de separación. Englewood Cliffs: Prentice-
Hall Internacional
Bibliografía
Geankoplis, C. (2005). Procesos de transporte y operaciones unitarias. México: Continental.
Holland, C. (1981). Fundamentos y modelos de procesos de separación. Englewood Cliffs: Prentice-
Hall Internacional
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