EJERCICIOS DE EVAPORACIÓN

EJERCICIOS DE EVAPORACIÓN SIMPLE
1. En un evaporador simple entran 15000 kg / h de una disolución coloidal de
composición 5 % en peso y se han de concentrar hasta el 20 % en peso. La calefacción
se efectúa por medio de vapor vivo que condensa a 110 °C y el condensado abandona la
cámara de condensación sin enfriarse. En la cámara de evaporación se mantiene una
presión absoluta de 250 mmHg. La disolución no tiene aumento apreciable en el punto
de ebullición y su calor específico puede considerarse igual a 1 kcal / kg °C para todas
las concentraciones. La alimentación entra a 20 °C. El coeficiente integral de
transmisión del calor es de 1800 kcal / m2 h °c. El vapor procedente de la disolución se
condensa en un condensador de contacto directo con agua que entra a 20 °c y sale a 50
°C. Calcular:
a) La superficie de calefacción.
b) El consumo horario de vapor vivo.
c) El consumo horario de agua para la condensación..
2. En un evaporador simple se han de concentrar 20000 kg / h de una disolución desde
el 10 % hasta el 40 % en peso. El vapor de calefacción es vapor saturado a 1,8 atm de
presión absoluta, y el condensado sale a la temperatura de condensación. El vapor
procedente de la disolución condensa a 50 °C; la disolución no presenta aumento
apreciable en el punto de ebullición y su calor específico puede tomarse igual a 1 kcal /
kg °C para todas las concentraciones. La alimentación entra a 20 °C y el coeficiente
integral de transferencia del calor es de 3000 kcal / m2 h °c. Calcular:
a) La superficie de calefacción.
b) El consumo horario de vapor de calefacción.
c) La economía del proceso.
3. En un evaporador simple se tratan 15000 kg / h de una disolución de NaOH al 10 %
que se han de concentrar hasta el 50 % en peso. El vapor empleado como medio de
calefacción es vapor saturado a 3,5 atm, y una vez condensado sale a la temperatura de
saturación. El vacío mantenido en la cámara de evaporación es de 620 mmHg
(manométrica de vacío), referido a la presión atmosférica normal. El coeficiente integral
de transmisión de calor vale 1600 kcal / m2 h °c. El incremento en el punto de ebullición
de la solución es de 47,5 °C y las entalpías de la alimentación y la solución concentrada
son 36 kcal / kg y 133 kcal / kg, respectivamente. Si la alimentación entra a 40 °C y no
se pierde calor al exterior, determinar:
a) El consumo horario de vapor de calefacción.
b) La superficie de calefacción.
c) La economía
4. Una disolución de NaOH se concentra desde el 8 % hasta el 25 % en un evaporador
simple a razón de 3000 kg / h. El vapor empleado como medio de calefacción es vapor
saturado a 108 °C y una vez condensado sale a la temperatura de condensación. La
presión absoluta mantenida en la cámara de evaporación es de 90 mmHg. El incremento
en el punto de ebullición de la solución es de 10 °C y las entalpías de la alimentación y
la solución concentrada son 65 kcal / kg y 51 kcal / kg, respectivamente. Si la
alimentación entra a 70 °C y el área de calefacción es de 20 m2 determinar el coeficiente
integral de transmisión de calor y la economía del proceso.
5. Se han de concentrar 15 000 kg/h de una disolución coloidal desde el 20 % hasta el
60 % en peso, en un evaporador simple cuyo coeficiente integral de transmisión del
calor en las condiciones de operación es 1600 kcal/m2 h °C. El vapor de calefacción es
vapor saturado a 1,8 atm, en la cámara de evaporación l presión absoluta es de 150
mmHg. La disolución no tiene aumento apreciable en el punto de ebullición y entra en
el evaporador a 20 °C con un calor especifico de 0,92 kcal / kg °c, variando este
linealmente con la concentración. calcúlese el consumo horario de vapor de calefacción
y la superficie calefacción necesaria.
6. En un evaporador simple se tratan 10 000 kg/h de un.a disolución de NaQH al 20 %.
y han de concentrarse hasta el 50 % en peso. El vapor empleado como medio de
calefacción es vapor saturado a 4 atm de sobrepresión En la cámara de evaporación se
mantiene una presión absoluta de 150 mmHg. El coeficiente integral de transmisión del
calor vale 2500 kcal/m2 h °C. Si la alimentación entra en el evaporador a 20° C,
calcúlese:
a) La superficie de calefacción.
b) El consumo horario de vapor de calefacción.
c) La economía.
7. En un evaporador simple que trabaja a un vacío de 600 mm g (referido a la presión a
normal), se han de concentrar 4000 kg/h de NaOH a 20° C, desde el 10 % hasta el 35 %
en peso, empleando vapor de calefacción que condensa a 120° C. Determínese la
superficie de calefacción si el coeficiente integral de transmisión del calor en las
condiciones de operación tiene un valor medio de 1300 kcal / m2 h °C.
8. En un evaporador simple cuya área de calefacción es de 30 m2 se concentra una
disolución de NaOH desde el 10 % hasta el 40 % en peso, a razón de 4000 kg/h,
entrando en el evaporador a 60 °C. Para la calefacción se dispone de vapor saturado que
condensa a 115 °C, y en el espacio de evaporación se mantiene una presión absoluta de
20 mmHg. Si la cantidad de vapor de calefacción empleado es de 4000 kg/h, calcúlese:
a) El calor perdido al exterior, expresado en porcentaje del calor suministrado.
b) El coeficiente integral de transmisión del calor.