Pregunta: P1) Se utiliza un evaporador continuo y de simple efecto para aumentar la concentración de sal de una alimentación que se le da al sistema a 311 K con un caudal de 9072 kg/hora del 1% al 15% en masa. La presión en la cabina de vapor del evaporador es de 101 325 kPa. El vapor de calefacción suministrado al sistema es vapor saturado a 143,3 kPa. El coeficiente

P1) Se utiliza un evaporador continuo y de simple efecto para aumentar la concentración de sal de una alimentación que se le da al sistema a 311 K con un caudal de 9072 kg/hora del 1% al 15% en masa. La presión en la cabina de vapor del evaporador es de 101 325 kPa. El vapor de calefacción suministrado al sistema es vapor saturado a 143,3 kPa. El coeficiente total de transferencia de calor es 1707 W/m2K. Teniendo en cuenta que la alimentación está diluida, se puede considerar que la solución tiene el mismo punto de ebullición que el agua. Calcule la cantidad de productos superior e inferior y el área de transferencia de calor requerida. La capacidad calorífica de la alimentación es de 4,14 kJ/kg.K

P2) Para obtener un producto cristalino al 30 % y una solución principal que contenga un 40 % de sustancia soluble, se requiere un evaporador de dos acciones con alimentación directa. Los coeficientes de transferencia de calor para el 1° y 2° efecto son de 2,8 y 1,7 kW/m2K respectivamente. El vapor seco saturado entra a una presión de 375 kPa y el condensador opera a una presión de 13,5 kPa.

(a) Calcule el área de transferencia de calor que es la misma para cada efecto. La velocidad de alimentación es de 0,6 kg/h, contiene un 20 % de soluto y es de 313 K.

(b) ¿Cuál es la presión sobre el líquido hirviendo en el primer efecto? El calor específico del líquido es de 4,18 kJ/kg.K. El efecto de la presión hidrostática puede despreciarse.

P3) Se requiere un sistema evaporador de dos etapas para concentrar la solución de azúcar al 10 % al 50 %. La corriente de alimentación se alimenta a la segunda etapa a 21,1 0C y el vapor de agua saturado a 110 0C se alimenta a la primera etapa. Condensando el vapor procedente de la segunda etapa, se aplica un vacío de 92,34 kPa a la etapa. Los coeficientes de transferencia de calor son U1 = 2271 y U2 = 1704 W/m2K. Para calentar superficies del mismo tamaño en ambas etapas. Cp = 3.98 kJ/kg.K.La entalpía del vapor sobrecalentado de la solución se puede despreciar y para solución.

(a) ¿Cuáles son las áreas de superficie de calentamiento?

(b) ¿Cuál es la economía separada y total de cada nivel?

(c) Las temperaturas de entrada y salida del refrigerante usado en el condensador son 15,5 y 60 0C, ¿cuál es el caudal? La tasa de alimentación es de 4540 kg / hora.

P5) Un licor que contiene 10% de sólidos se alimenta al primer efecto de una unidad de 3 efectivos a 294 K con un caudal de 4 kg/h. Del tercer efecto se extrae un licor que contiene un 50% de sólidos. La presión en este efecto es de 13,3 kPa. Se supone que la temperatura específica del licor es de 4,19 kj/kg.K y no muestra elevación del punto de ebullición. Se alimenta vapor de agua saturado a una presión de 205 kPa al elemento calefactor del primer efecto. El condensado debe eliminarse del vapor en cada efecto. Si los 3 efectos tienen áreas iguales, encuentre el área, la diferencia de temperatura y el consumo de vapor de agua. Para los coeficientes de transferencia de calor para el 1°, 2° y 3° efecto 3,10; Disponible en 2,0 y 1,1 kW/m2K.

P6) Con un caudal de 1,25 kg/h, una solución evapora vapor de agua a 393 K en 3 evaporadores efectivos del 10% al 50% de sólidos. 3. El punto de ebullición en el efecto aplicará un vacío de 325K. Si la alimentación está inicialmente a 297 K y las alimentaciones hacia atrás son consumo de vapor, ¿el área de transferencia de calor es menor que la temperatura en el sistema e igual a cada efecto? Para el cálculo, la temperatura específica en todo el rango de temperatura del sistema se puede considerar como 4,18 KJ / kg.KI, II., III. para todos los coeficientes de transferencia de calor en efecto 2,5; Disponible en 2,0 y 1,6 kW/m2K.

P7) Se usa un evaporador de alimentación directa de doble acción para concentrar una solución que contiene 10 % de sólidos en masa al 50 %. Cada efecto tiene una superficie de calentamiento de 10 m2 y todos los coeficientes de transferencia de calor son de 2,8 y 1,7 kW/m2K respectivamente. Se envía vapor seco saturado al primer efecto a 375 kN/m2 de presión y el concentrador trabaja a 13,5 kN/m2 de presión. La temperatura de suministro es de 310 K, el aumento del punto de ebullición es de 3 K. ¿Cuál es la tasa de alimentación más alta permisible cuando el calor latente es de 2330 kJ/kg y la capacidad calorífica específica es de 4,18 kJ/kg en estas condiciones de funcionamiento?

P8) Una solución que contiene 10 % de soluto en masa se alimenta a un evaporador de doble acción de alimentación directa a 338 K con un caudal de 1,9 kg/h. El producto obtenido consiste en un 25% de producto cristalino y la solución principal contiene un 25% de sustancia disuelta. El vapor seco saturado entra en el primer efecto a 240 kN/m2 de presión y en el segundo efecto, la presión es de 20 kN/m2. La capacidad calorífica específica del sólido, que es cristalino y se disuelve en el líquido, es de 2,5 kJ/kg K, y se puede despreciar la temperatura de la solución. El coeficiente total de transferencia de calor para el 1er y 2do efecto es de 1,7 y 1,1 kW/m2, respectivamente. El aumento del punto de ebullición en la solución principal es de 6K. En consecuencia, calcule el área de transferencia de calor que es igual en cada efecto.

P9) Se alimentará una solución salina a un evaporador de tres efectos a una temperatura de 293 K con un caudal de 6,3 kg/h y la concentración se concentrará del 2% al 10%. A la cámara de calentamiento del primer efecto se le entrega vapor saturado a una presión de 170 kN/m2, la presión del último efecto es de 34 kN/m2. Los coeficientes de transmisión de calor (U) en cada efecto son 1,7, 1,4, 1,1 kW/m2K respectivamente y las temperaturas específicas de los líquidos pueden tomarse como 4 kJ/kg K. Se desprecia el aumento del punto de ebullición y se utilizan las temperaturas latentes de los vapores en cada efecto se puede tomar por igual