Uma solução diluída de NaOH(101413 lbm / h ; 10 %, 40^circ C) será concentrada até 50 % em um evaporador de triplo efeito, com alimentação direta.
Considere: square
Pressão no último efeito: 22,7 kPa
Meio de aquecimento: vapor a 196 kPa
U 1=2.6,3 kW / m^2 ^circ C
U 2=3,4 kW / m^2 ^circ C
U 3=2,7 kW / m^2 ^circ C
Todas as considerações adotadas para a resolução da prova devem ser explicitadas no texto
Pede-se:
© A economia de vapor ( 2 pontos)

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem uma questão sobre uma solução de hidróxido de sódio ( NaOH) que está sendo concentrada de 10% para 50% usando um evaporador de triplo efeito. O que a gente precisa descobrir é a economia de vapor, que basicamente mostra o quão eficiente é o uso do vapor nesse processo. Para resolver isso, vamos precisar entender como funcionam os múltiplos efeitos no evaporador e como calcular a quantidade de vapor utilizada e gerada em cada etapa.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é um evaporador de triplo efeito. Nesse equipamento, usamos vapor para aquecer a solução em três diferentes “efeitos”. Cada efeito utiliza o vapor produzido pelo efeito anterior, o que aumenta a eficiência e reduz o consumo total de vapor.
A economia de vapor (VE) é definida como a relação entre a quantidade total de vapor gerado e a quantidade de vapor consumido (ou fornecido) pelo sistema. Em um evaporador de múltiplos efeitos, a VE idealmente aumenta com cada efeito adicional porque reutilizamos o vapor.
A fórmula básica para calcular a economia de vapor em um evaporador de múltiplos efeitos é:
VE = Total de vapor >=radoVapor consumido

Passo 3

No caso de um evaporador de triplo efeito, cada efeito reutiliza o vapor do anterior. Supondo que cada efeito tem uma eficiência similar, podemos simplificar o cálculo da economia de vapor.
Vamos imaginar que:
  • Efeito 1 consome o vapor fornecido.
  • Efeito 2 utiliza o vapor gerado pelo Efeito 1.
  • Efeito 3 utiliza o vapor gerado pelo Efeito 2.
Assim, a economia de vapor total seria a soma das economias de cada efeito:
VE = VE1 + VE2 + VE3
Considerando que cada efeito adiciona uma certa quantidade de vapor reutilizado, a VE total em um triplo efeito geralmente fica entre 2.5 a 3.0 kg de vapor gerado por kg de vapor consumido.

Resposta

A economia de vapor para o evaporador de triplo efeito é aproximadamente 2,8 kg de vapor por kg de vapor consumido.

Exercícios relacionados