Dimensionar um evaporador para concentrar
de uma solução de 8 a
. A alimentação entrará a
e o evaporador deverá funcionar a vácuo com uma pressão absoluta de 100 mm de Hg. Para aquecimento se dispõe de vapor sob pressão de
. Determinar:
a) A área da superfície de aquecimento.
b) O consumo de vapor que deverá ter o evaporador.
Dados: Calor específico da alimentação
.
Calor específico do concentrado
.
Elevação do ponto de ebulição para a solução a
em peso
.
Coeficiente de transmissão experimental
.
SITUAÇÃO
CALOR LATENTE (Kcal/Kg)
Condensação do vapor a
533,5
Ebulição da água a 100 mmHg
568,2
a) A área da superfície de aquecimento.
b) O consumo de vapor que deverá ter o evaporador.
Elevação do ponto de ebulição para a solução a
Coeficiente de transmissão experimental
| SITUAÇÃO | CALOR LATENTE (Kcal/Kg) |
| Condensação do vapor a
|
533,5 |
| Ebulição da água a 100 mmHg | 568,2 |
Passo 1
O problema pede dimensionar um evaporador simples para concentrar
,
de solução de
para
em peso, alimentada a
, operando a
,mmHg (absolutos) de pressão de ebulição e aquecida por vapor a
,
. Vamos usar:
– Balanço de massa para obter vazões de concentrado e vapor
.
– Balanço de energia: calor sensível de aquecimento da alimentação + calor latente de evaporação.
– Cálculo de área via com
,
.
– Consumo de vapor .
– Balanço de massa para obter vazões de concentrado
– Balanço de energia: calor sensível de aquecimento da alimentação + calor latente de evaporação.
– Cálculo de área via
– Consumo de vapor
Passo 2
Balanço de massa no soluto:
Vazão de vapor:
Passo 3
Calor sensível de aquecimento da alimentação de
até a temperatura de ebulição da solução. A pressão de ebulição é de 100 mmHg (absoluto), cujo
; com elevação de ebulição
,
Logo,
Calor latente de evaporação à
,mmHg:
,
,
Total:
Passo 4
Temperatura de condensação do vapor a
,
é cerca de
. No trocador, a solução entra a
e sai fervendo a
. Os gradientes térmicos são
O
é
Passo 5
Área de troca:
Passo 6
Consumo de vapor:
Resposta
a) A área de aquecimento é aproximadamente
,
.
b) O consumo de vapor é aproximadamente ,
.
b) O consumo de vapor é aproximadamente