7/25/2019 Operaciones de Transferencia de Masa I E (1)

1/22

Evaporacin

UNIVERSIDAD VERACRUZANA

Facultad de ingeniera - Ingeniera qumica

Trabajo:

Problemario de examen

Tema:

Evaporacin - captulo 8 del libro de Geankoplis

Alumno:

Alexis Cruz Zabalegui

Docente:

Dr. Oscar Velzquez camilo

Materia:

Operaciones de transferencia de Masa I (Evaporacin y Cristalizacin)

7/25/2019 Operaciones de Transferencia de Masa I E (1)

2/22

Evaporacin

PROBLEMARIO EVAPORACION- GEANKOPLIS

8.4-1.Coeficiente de transferencia de calor en un evaporador de efecto simple. Una alimentacin

de 4535 kg/h de solucin de sal al 2.0% en peso a 3 ll K, entra continuamente a un evaporador

de efecto simple para concentrarse a 3.0%. La evaporacin se lleva a cabo a presin atmosfrica

y el rea del evaporador es 69.7 m*. El calentamiento se logra con vapor de agua saturado a

383.2 K. Puesto que la solucin es diluida, se puede suponer que tiene el mismo punto de

ebullicin del agua. Se estima que la capacidad calorfica de la alimentacin es cp. = 4.10 kJ/kg *

K. Calcule las cantidades de vapor y de lquido producidas y el coeficiente total de transferencia

de calor U.

8.4-2.Efectos de una alimentacin ms rpida en el evaporador. Con los mismos valores del

rea, U, presin del vapor de agua, presin del evaporador y temperatura de la alimentacin del

problema 8.4- 1, calcule las cantidades de lquido y de vapor que salen y la concentracin del

lquido de salida cuando la velocidad de alimentacin se aumenta a 6804 kg/h.

8.4-5 EPE de soluciones de NaOH. Determine el punto de ebullicin de la solucin y la EPE en los

siguientes casos:

a) Una solucin de NaOH al 30% que hierve en un evaporador a presin de 172.4 kPa (25 psia).

b) Una solucin de NaOH al 60% que hierve en un evaporador a presin de 3.45 kPa (0.50 psia).

8.4-6 EPE de solutos biolgicos en disolucin. Determine el EPE de las siguientes soluciones desolutos biolgicos en agua. Use la figura de (Pl) de las pginas ll a 3 1.

a) Una solucin al 30% en peso de cido ctrico en agua, que hierve a 220 F (104.4 C).

b) Una solucin al 40% en peso de sacarosa en agua, que hierve a 220 F (104.4 C)

8.4-9. Produccin en un evaporador de efecto simple. Un evaporador concentra F kg/h a 3 ll K de

una disolucin de NaOH al 20% en peso hasta 50% en peso. El vapor de agua saturado para el

calentamiento est a 399.3 K. La presin en el evaporador es de 13.3 kPa abs. El coeficiente total

es 1420 W/m2 - K y el rea es 86.4 m2. Calcule la velocidad de alimentacin F del evaporador.

8.4-10. rea superficial y consumo de vapor de agua en un evaporador. Un evaporador de efecto

simple concentra una alimentacin de solucin de coloides orgnicos desde 5 hasta 50% en

peso. La solucin tiene una elevacin del punto de ebullicin despreciable. La capacidad

calorfica de la alimentacin es cp. = 4.06 kJ/kg * K (0.97 btu/lb, . F) y sta entra a 15.6 C (60

7/25/2019 Operaciones de Transferencia de Masa I E (1)

3/22

Evaporacin

F). Se dispone de vapor de agua saturado a 101.32 kPa y la presin en el evaporador es de 15.3

kPa. Se desea evaporar un total de 4536 kg/h (10000 Ib,,&) de agua. El coeficiente total de

transferencia de calor es 1988 W/m2 * K (350 btuh - pie2 * F).

8.5-1. Puntos de ebullicin en un evaporador de efecto triple. Una solucin con EPEdespreciable se evapora en una unidad de efecto triple mediante vapor de agua saturado a 12

1.1 OC (394.3 K). La presin del vapor en el ltimo efecto es 25.6 kPa abs. Los coeficientes de

transferencia de calor son Ut = 2840, U2 = 1988 y U, = 1420 W/m * * K, mientras las reas son

iguales. Estime el punto de ebullicin en cada efecto.

8.5-2. Evaporacin de una solucin de azcar en un evaporador de efecto mltiple. Un

evaporador de efecto tiple con alimentacin hacia adelante esta evaporando una solucin de

azcar con EPE despreciable {menos de 1 .O K, que no se tomar en cuenta) desde 5% de slidos

en peso hasta 25% de slidos. Se usa vapor de agua saturado a 205 kPa. La presin en el espaciode vapor del tercer efecto es 13.65 kPa. La velocidad de alimentacin es 22680 kg/h y la

temperatura, 299.9 K. La capacidad calorfica del lquido es cp. = 4.19 - 2.35 X, y cp. est en kJ/kg

* K y x es fraccin en peso (Kl). Los coeficientes de transferencia de calor son U1 = 3123, U2 =

1987 y U3 = ll 36 W/m2* K. Calcule el rea superficial de cada efecto cuando todos ellos tienen

la misma rea, as como la velocidad de suministro de vapor de agua.

8.5-4. Concentracin de una solucin de NaOH en un evaporador de efecto triple. Se est

usando un evaporador de efecto triple con circulacin forzada y alimentacin hacia adelante

para concentrar una solucin de NaOH al 10% en peso y 37.8 C hasta 50%. El vapor de aguaentra a 58.6 kPa man. La presin absoluta en el espacio de vapor del tercer efecto es 6.76 kPa.

La velocidad de alimentacin es 13608 kg/b. Los coeficientes de transferencia de calor son U, =

6246, U, = 3407 y U, = 2271 W/m2 * K. Todos los efectos tienen la misma rea. Calcule el rea

superficial y el consumo de vapor de agua.

7/25/2019 Operaciones de Transferencia de Masa I E (1)

4/22

Evaporacin

7/25/2019 Operaciones de Transferencia de Masa I E (1)

5/22

Evaporacin

7/25/2019 Operaciones de Transferencia de Masa I E (1)

6/22

Evaporacin

7/25/2019 Operaciones de Transferencia de Masa I E (1)

7/22

Evaporacin

7/25/2019 Operaciones de Transferencia de Masa I E (1)

8/22

Evaporacin

7/25/2019 Operaciones de Transferencia de Masa I E (1)

9/22

Evaporacin

7/25/2019 Operaciones de Transferencia de Masa I E (1)

10/22

Evaporacin

7/25/2019 Operaciones de Transferencia de Masa I E (1)

11/22

Evaporacin

7/25/2019 Operaciones de Transferencia de Masa I E (1)

12/22

Evaporacin

7/25/2019 Operaciones de Transferencia de Masa I E (1)

13/22

Evaporacin

7/25/2019 Operaciones de Transferencia de Masa I E (1)

14/22

Evaporacin

7/25/2019 Operaciones de Transferencia de Masa I E (1)

15/22

Evaporacin

7/25/2019 Operaciones de Transferencia de Masa I E (1)

16/22

Evaporacin

7/25/2019 Operaciones de Transferencia de Masa I E (1)

17/22

Evaporacin

7/25/2019 Operaciones de Transferencia de Masa I E (1)

18/22

Evaporacin

7/25/2019 Operaciones de Transferencia de Masa I E (1)

19/22

Evaporacin

7/25/2019 Operaciones de Transferencia de Masa I E (1)

20/22

Evaporacin

7/25/2019 Operaciones de Transferencia de Masa I E (1)

21/22

Evaporacin

7/25/2019 Operaciones de Transferencia de Masa I E (1)

22/22

Evaporacin