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Descripción: Operaciones de transferencia de masa
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Transferencia de masa se define como el proceso natural o asistido en el cual se transfiere materia de una región de alta concentración a otra de baja concentración, esta diferencia o gradie…Descripción completa
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Transferencia de Masa Interfacial
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Descripción: transferencia de masa en operaciones unitarias
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Evaporación UNIVERSIDAD VERACRUZANA Facultad de ingeniería - Ingeniería química
Trabajo: Problemario de examen
Tema: Evaporación - capítulo 8 del libro de Geankoplis
Alumno: Alexis Cruz Zabalegui
Docente: Dr. Oscar Velázquez camilo
Materia: Operaciones de transferencia de Masa I (Evaporación y Cristalización)
Evaporación PROBLEMARIO EVAPORACION- GEANKOPLIS 8.4-1.Coeficiente de transferencia de calor en un evaporador de efecto simple. Una alimentación de 4535 kg/h de solución 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 evaporación se lleva a cabo a presión atmosférica y el área del evaporador es 69.7 m*. El calentamiento se logra con vapor de agua saturado a 383.2 K. Puesto que la solución es diluida, se puede suponer que tiene el mismo punto de ebullición del agua. Se estima que la capacidad calorífica de la alimentación es cp. = 4.10 kJ/kg * K. Calcule las cantidades de vapor y de líquido producidas y el coeficiente total de transferencia de calor U.
8.4-2.Efectos de una alimentación más rápida en el evaporador. Con los mismos valores del área, U, presión del vapor de agua, presión del evaporador y temperatura de la alimentación del problema 8.4- 1, calcule las cantidades de líquido y de vapor que salen y la concentración del líquido de salida cuando la velocidad de alimentación se aumenta a 6804 kg/h.
8.4-5 EPE de soluciones de NaOH. Determine el punto de ebullición de la solución y la EPE en los siguientes casos: a) Una solución de NaOH al 30% que hierve en un evaporador a presión de 172.4 kPa (25 psia). b) Una solución de NaOH al 60% que hierve en un evaporador a presión de 3.45 kPa (0.50 psia).
8.4-6 EPE de solutos biológicos en disolución. Determine el EPE de las siguientes soluciones de solutos biológicos en agua. Use la figura de (Pl) de las páginas ll a 3 1. a) Una solución al 30% en peso de ácido cítrico en agua, que hierve a 220 “F (104.4 “C). b) Una solución al 40% en peso de sacarosa en agua, que hierve a 220 “F (104.4 “C)
8.4-9. Producción en un evaporador de efecto simple. Un evaporador concentra F kg/h a 3 ll K de una disolución de NaOH al 20% en peso hasta 50% en peso. El vapor de agua saturado para el calentamiento está a 399.3 K. La presión en el evaporador es de 13.3 kPa abs. El coeficiente total es 1420 W/m2 - K y el área es 86.4 m2. Calcule la velocidad de alimentación F del evaporador.
8.4-10. Área superficial y consumo de vapor de agua en un evaporador. Un evaporador de efecto simple concentra una alimentación de solución de coloides orgánicos desde 5 hasta 50% en peso. La solución tiene una elevación del punto de ebullición despreciable. La capacidad calorífica de la alimentación es cp. = 4.06 kJ/kg * K (0.97 btu/lb, . “F) y ésta entra a 15.6 “C (60
Evaporación ‘F). Se dispone de vapor de agua saturado a 101.32 kPa y la presión 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 ebullición en un evaporador de efecto triple. Una solución con EPE despreciable se evapora en una unidad de efecto triple mediante vapor de agua saturado a 12 1.1 OC (394.3 K). La presión del vapor en el último 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 áreas son iguales. Estime el punto de ebullición en cada efecto.
8.5-2. Evaporación de una solución de azúcar en un evaporador de efecto múltiple. Un evaporador de efecto tiple con alimentación hacia adelante esta evaporando una solución de azúcar con EPE despreciable {menos de 1 .O K, que no se tomará en cuenta) desde 5% de sólidos en peso hasta 25% de sólidos. Se usa vapor de agua saturado a 205 kPa. La presión en el espacio de vapor del tercer efecto es 13.65 kPa. La velocidad de alimentación es 22680 kg/h y la temperatura, 299.9 K. La capacidad calorífica del líquido es cp. = 4.19 - 2.35 X, y cp. está en kJ/kg * K y x es fracción en peso (Kl). Los coeficientes de transferencia de calor son U1 = 3123, U2 = 1987 y U3 = ll 36 W/m2 * K. Calcule el área superficial de cada efecto cuando todos ellos tienen la misma área, así como la velocidad de suministro de vapor de agua.
8.5-4. Concentración de una solución de NaOH en un evaporador de efecto triple. Se está usando un evaporador de efecto triple con circulación forzada y alimentación hacia adelante para concentrar una solución de NaOH al 10% en peso y 37.8 “C hasta 50%. El vapor de agua entra a 58.6 kPa man. La presión absoluta en el espacio de vapor del tercer efecto es 6.76 kPa. La velocidad de alimentación 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 área. Calcule el área superficial y el consumo de vapor de agua.
