Este documento resume el cálculo del área de calefacción requerida para un evaporador de simple efecto que concentra una solución de NaOH del 50% al 75% usando vapor a 150.3°C. Se calcula que la corriente de entrada es de 3 kg/seg de solución, la salida de vapor es de 1 kg/seg y la potencia de calefacción requerida es de 2386 W. Usando esta potencia y los datos técnicos provistos, el área de calefacción calculada es de aproximadamente 14 m2.

1. Ejercicio
Evaporadorde simple efecto
Una evaporadorde simple efectose empleaparaconcentrar3kg/segde una solucióndesde el
50%al 75% enpesode NaOH.paracalefacciónse empleavapor a 4,8.10N/𝑚2absolutos
(150,3℃) y laprecionde la zonade evaporaciónesde 100mmHg (51.6℃). el coficiente global
de transmisiónde caloraparente esde 1.74Kw/𝑚2℃. Calcularel calor de calefacción(caudal
enKg/seg),áreade calefacciónrequerida
Balance de materia:entra=sale
𝑚1
𝑠
+ 𝑚1
𝑙
= 𝑀2
𝐿
+ 𝑀2
𝐿
𝑀1
𝐿
= 𝑀2
𝐿
+ 𝑀2
𝑉
3 = 𝑀2
𝐿
+ 𝑀2
𝑉
…………..𝐸 𝐶1
BALANCECOMPONENTENaOH
𝑀1
𝐿
𝐶1
𝐿
= 𝑀2
𝐿
𝐶2
𝐿
(3)(0.5)=𝑀2
𝐿(0.75) → 𝑀2
𝐿
=
(3)(0.5)
0.75
𝑀2
𝐿
:
2𝐾𝐺
5
𝑀2
𝑉
= 3 − 𝑀2
𝐿
𝑀2
𝑉
= 3 − 2 = 1𝐾𝐺
BALANCEDE ENERGIA
𝑀1
𝑆
𝐻1
𝑆
≅ 𝑀2
𝑉
𝐻2
𝑉
… … 𝐸 𝐶2
𝑇0
2
,𝑚2
𝑠
4.8. 103
𝑛𝑤
𝑚2
150.3°𝐶
𝑚2
𝑐
= 𝑚1
𝑠
100𝑚𝑚𝐻𝑔 51,6℃ 𝑚1
𝑙
= 3
𝑘𝑔
𝑠
𝐶2
𝑙
= 75%𝑁𝑎𝑂𝐻
𝑒𝑇1
𝑙
𝐶
𝐶1
𝑙
= 50%𝑁𝑎𝑂𝐻
Condensador

2. ECUACION DE RAGNAULT
𝐻 𝐿𝑇 𝑆 = 606.5 − 0.695(150.3) = 503.5
𝐾𝐶𝐴𝐿
𝐾𝐺
𝐻 𝐿𝑇 𝑆 = 503.5 ∗ 4.18 ∗ 103 = 2104 ∗ 103 𝑗
𝐾𝐺
𝐻100𝑚𝑚𝐻𝑔 = 606.5 − 0.695(51.6℃) = 571.2
𝐾𝑐𝑎𝑙
𝑘𝑔
2387 ∗ 103 𝐽
𝐾𝑔
𝑚1
𝑠
=
(1)(2387∗103
2104∗103
= 1.134
𝑘𝑔𝐻2𝑂
𝑆
𝑄 = 𝑉𝑎𝑝 ∗ 𝐴 ∗ ∆𝑇𝑎𝑝
∆𝑇𝑎𝑝 = 𝑡 𝑠 − 𝑡1
𝑙
= 150.3 − 51.6
∆𝑇𝑎𝑝 = 98.7℃
𝑄 = 𝑀1
𝑆
∗ 𝐻 𝐿𝑇 𝑆 = (
1.134𝐾𝐺
𝑆
) (2104 ∗
103 𝐽
𝑆
)
𝑄 = 2386 ∗ 103 𝑊𝐴𝑇𝑇𝑠 = 2386𝑤
𝐴 =
𝑄
(𝑉𝑎𝑝(∆𝑇𝑎𝑝)
=
2386
(1.74)(98.7)
≅ 14𝑚2