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presion de vapor
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Introducción al Introducción al diseño de diseño de EvaporadoresEvaporadores
Consiste en la separación de un disolvente volátil de un soluto no volátil por vaporización del
disolvente. Generalmente se usa vapor que se condensa
fácilmente.
Desalinización del agua de mar
Consideraciones sobre el proceso:
• Concentración en el líquido.• Solubilidad.• Sensibilidad térmica de los materiales.• Formación de espumas.• Presión y temperatura.• Formación de incrustaciones y materiales
de construcción.
Al inicio es baja, pero luego:
Sube y con el baja U
Entonces se requiere circulación o turbulencia en el
equipo.
Hay limitaciones en la concentración máxima que se obtiene por llegarse a la Cristalización, dependiendo de la naturaleza de la sustancias.
Degradación de algunos materiales por sensibilidad a la temperatura
moderadamente alta y/o al calentamiento prolongado, por ejemplo: alimento, productos
farmacéuticos, entre otros.
Formación de espumas
Arrastre
Pérdida de Material
T ebull = f( P sist )• Si P operación es alta, es alta la
temperatura de ebullición,• La T ebullición aumenta a medida que
aumenta la concentración por efecto de la evaporación, por lo tanto,
• Para mantener una temperatura aceptable de los materiales termosensibles se necesita operar a P de vacío.
La deposición de materiales e
incrustaciones en las superficies de
calentamiento producen una reducción del
coeficiente de transferencia de calor, lo
que obliga a limpiar el evaporador.
Equipos más Usuales :• Marmita abierta o artesa.• De tubos horizontales con circulación
natural.• Vertical con circulación natural.• Vertical de tubos largos.• De caída de película.• De circulación forzada.• De película agitada.• Solar de artesa abierta.
De tubos horizontales y verticales
De tubos largos verticales y de circulación forzada
Evaporador de circulación forzada con elemento de calefacción
Evaporador de tubos largos de película ascendente
Salina o Salar, es un evaporador solar natural
Modos de operación más comunes en
sistemas de evaporación
Evaporador de simple efecto
Evaporador de triple efecto con alimentación directa
Evaporador de triple efecto con alimentación inversa
Evaporador de triple efecto con alimentación mixta
Evaporador de triple efecto con alimentación en paralelo.
Evaporador de Doble Efecto
Características de funcionamiento de un evaporador:
• Capacidad: se define como el número de kilogramos de agua vaporizada por hora.
• Economía: se define como el número de kilogramos vaporizados por kilogramo de vapor de calentamiento que entra a la unidad. En un simple efecto es generalmente menor que 1, y un múltiple efecto se considera mayor.
Si la alimentación entra a la temperatura de
ebullición correspondiente a la presión de la cámara,
todo el calor transferido por el área de
calentamiento se aprovechará, y la capacidad será
proporcional a la correspondiente a q
Si la alimentación entra fría el calor que se
requiere para calentarla no estará disponible para
la evaporación, por lo tanto se reduce la
capacidad para un valor dado de q
Si la alimentación entra a una temperatura superior
a la de ebullición en el espacio de vapor,una parte de la
alimentación se evapora instantáneamente en forma adiabática y la
capacidad será superior a la correspondiente a q
Presión de vapor de las soluciones acuosas es menor que la del agua a
la misma temperatura
A una presión dada la
temperatura de ebullición de las
soluciones es mayor que la del
agua pura
Este aumento del punto de
ebullición sobre el del agua se
conoce con el nombre de:
Elevación del punto de
ebullición, (EPE), o (BPE), Boiling
Point Elevation.
Es pequeño para soluciones diluidas y para soluciones de
coloides orgánicos, pero puede alcanzar valores hasta de 80º C
para soluciones concentradas de sales inorgánicas.
Debe restarse de la caída de temperatura que predicen las
tablas vapor de agua.
La EPE se obtiene a partir de la Regla de Düring para soluciones
concentradas, según la cual:
dadaua_pura)@P(Tebull_agFnTebullició lineal
Diagrama de Düring para el NaOH
Otras importantes consideraciones:
• Coeficientes de transferencia de calor: Globales e Individuales.
• La economía del sistema de evaporadores es dependiente del número de efectos y de la temperatura de la alimentación.
Bueno, y ahora a Estudiar…!