EJERCICIOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR by 4CMZyE

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									EJERCICIOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR


     1)     Un evaporador de simple efecto ha de concentrar 20.000lb/hr(9070Kg) de
            una solución de hidróxido de sodio al 20%, hasta un 50% de sólidos. La
            presión manométrica del vapor de agua es de 20 lbf/pulg2 (1,37 at) y la
            presión absoluta en el espacio de vapor, de 572 mmHg(11,0lbf/pul2). El
            coeficiente global U = 250 BTU/pie2.hr.ºF. La temperatura de alimentación
            es de 100ºF(37,8ºC).
     Calcular la cantidad de vapor de agua consumida, la economía y la superficie de
     calefacción que se requiere

     Solución:

a)        Balance Másico
     20.000 lb/hr* 0,2 = mc * 0,5
     mc = 8000 lb/h de concentrado

     Agua evaporada: 20.000 – 8000 = 12.000 lb/h

     b) Balance de energía

Mv * v = mvapor agua*  + ma * (Tc – Ta)
         Calor latente     Calor sensible


Temperatura de ebullición de la solución = 197ºF
Presión = = 11,05 lb/pulg2
De la tabla de vapor saturado se obtienen los calores latentes de vaporización

 .
           12.000 * 979  20.000(197  100)
mv 
                        887,48

     mv = 15.446 lb/h         flujo del vapor de calefacción

     c) Economía

           Vaporprodu  cido   12.000
E                          
          vapordecalefacción 15.446
E = 0,78



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    d) Superficie de calefacción

Q = U*A*T
T = 260-197

               BTU
Q  250                  * A( pie 2 ) * (260  197 )º F
              pie 2 hº F
Q = 13.708.000 BTU/h

            13.708.000
    A                     884 pie 2
           250(260  197)

A = 83,85 m2


    2)     Se calientan 2000 L/h de puré de tomate desde 20ºC hasta 80ºC, utilizando
           vapor saturado a 220ºC. Si el vapor cede su calor latente y sale como
           condensado ¿qué cantidad de vapor se requerirá?

Datos:

Cp puré de tomate = 0,85 Kcal/KgºC

Densidad del puré = 1,089 Kg/L

Solución                    2




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Corrientes:

    1.Puré de tomate a 20ºC
    2. Vapor saturado a 220ºC


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     3. Puré de tomate a 80ºC
     4. Agua líquida a 220ºC(condensado)


 .                .

m c t  m * 
     a
         p
                      v
                               v
                                   ;    = 446 Kcal/Kg

2000*1,09 0,85(80-20) = mv* 446

 .
                          Kg
m v  249,28
                           h

Problemas a resolver

1.      En una planta para desodorizar aceite vegetal, el aceite que fluye a 10000 Kg/h,
se precalienta con un intercambiador de calor tubular mediante agua caliente en
contracorriente. El flujo de masa de agua a través del intercambiador es de 5000 Kg/h,
con una temperatura de entrada de 100ºC y de salida de 43ºC. La temperatura de entrada
del aceite es de 20°C
¿Cuál será el àrea de intercambio de calor?

Cp aceite = 0,5 Kcal/KgºC
Cp agua = 1 Kcal/KgºC
U = 250 J/m2s K



2. Se ha diseñado un evaporador con una alimentación de 11.500 Kg/día de sumo de
naranja que produzca 3000 kg/d de agua evaporada y una disolución concentrada al
50%.
¿Con que concentración inicial se deberá alimentar el jugo de naranja y que cantidad de
disolución al 50% se obtiene?




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