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LIMITACIONES Y CÁLCULO Volver al contenido principal

LIMITACIONES Y CÁLCULO

La influencia del punto de ebullición y de la carga hidrostática en un evaporador de efectos múltiples es mucho mayor que en un efecto simple. Cuando en un evaporador la disolución hirviente tiene un punto de ebullición superior al del agua pura a la presión existente en la cámara de evaporación, el vapor producido está sobrecalentado en la cuantía correspondiente a la elevación del punto de ebullición. Sin embargo, este vapor sobrecalentado pierde rápidamente su sobrecalentamiento, de tal forma que la cesión de calor por dicho vapor se produce a la temperatura de saturación correspondiente a la presión de la cámara de evaporación. Por tanto, la diferencia de temperatura en un efecto se calcula tomando como base la temperatura de saturación del vapor de calefacción en la cámara de condensación, y no la temperatura de ebullición de la disolución en el efecto anterior. Por ello en cada efecto se produce una disminución de la diferencia de temperatura en la cuantía correspondiente a la elevación del punto de ebullición.

En la figura adjunta, 10.10, están representadas las pérdidas en la diferencia de temperatura en un evaporador simple, uno de doble y otros de triple efecto. Las temperaturas correspondientes al vapor de calefacción en el primer efecto, TVc , y al vapor en estado de saturación que sale del último, T3 , son las mismas en los tres casos. Las zonas rayadas corresponden a las pérdidas en la diferencia de temperaturas debidas a la elevación del punto de ebullición. Las diferencias de temperaturas útiles, en cuanto que actúa como fuerza impulsora de la transmisión del calor, están representadas por las zonas no rayadas. Se observa que éstas pérdidas aumentan con el número de efectos, de forma que si éste fuera grande, estas pérdidas podrían ser superiores a la diferencia de temperaturas disponible, en cuyo caso el proceso de evaporación no sería posible, siendo necesario reducir el número de efectos.

Fig. 10.10. Efecto de la elevación del punto de ebullición sobre la capacidad de los evaporadores (Fuente: McCabe et al., 2002, pp.533).

Cálculo de un múltiple efecto:

Existen muchas incógnitas: Vc; Ai , Ti , y Vi.

Se podrían obtener con balances de materia y balances de energía en cada efecto, la ecuación de transmisión del calor, y un balance de masa en todo el sistema: F = VT + LN. Si se supone que las áreas son iguales, hay 2N + 1 incógnitas: (VC, Vi (N), T1 a TN-1 y A)

En vez de resolverlas todas se hace por tanteo:

1. Balances de materia permiten calcular VT y LN .

2. Se distribuyen las temperaturas de acuerdo a lo explicado anteriormente, de modo inversamente proporcional a los coeficientes globales.

3. Se plantean y resuelven los balances de entalpía, calculando Vc y todos los Vi .

4. Se calculan las áreas a partir de las ecuaciones de transmisión del calor.

5. Si no son iguales, habría que redistribuir las temperaturas y empezar de nuevo. En la práctica, se toma un AM (media) pues los resultados varían poco. (Si sale un área muy grande es que el incremento de temperatura tomado es pequeño, y al revés). Hay que tener presente que si en el primer efecto la alimentación entra fría, parte del calor transmitido no aparece en el segundo, y conviene aumentar un poco el incremento de temperatura sobre el calculado a partir de los valores de U.

6. Se calculan los nuevos incrementos de temperatura, sin hacer de nuevo los balances de entalpía, con el valor del AM, pues ya las variaciones son pequeñas.

Copyright 2007, Autores y Colaboradores. Cite/attribute Resource. Franco, C. A., Franco, C. A., Ojeda, E. D. (2008, April 25). pagina_16. Retrieved December 09, 2019, from ocwus Web site: http://ocwus.us.es/arquitectura-e-ingenieria/operaciones-basicas/contenidos1/tema10/pagina_16.htm. Esta obra se publica bajo una licencia Creative Commons License. Creative Commons License