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Evaporação simples efeito, Notas de estudo de Calor e Transferência de Massa
Aula de operações unitárias sobre evaporação simples efeito
Tipologia: Notas de estudo
2020
1 / 15
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Evaporação Simples Efeito
Operações Unitárias II
Dimensionar um evaporador para concentrar 5.000 Kg/h de uma solução de 8 a 50%. A alimentação entrará a 25 o C e o evaporador deverá funcionar a vácuo com uma pressão absoluta de 100 mmHg. Para aquecimento se dispõe de vapor sob pressão de 1,4 Kg/cm 2 . Determinar: a) A área da superfície de aquecimento. b) O consumo de vapor que deverá ter o evaporador. Dados: -Calor específico da alimentação = 0,95 Kcal/Kg o C. -Calor específico do concentrado = 0,85 Kcal/Kg o C. -Elevação do ponto de ebulição para a solução a 50% em peso = 12 o C. -Coeficiente de transmissão experimental = 1.150 Kcal/m 2 h o C.
S =?
(PS = 1,4 kg/cm 2 , TS = ?) (^) S =? (PS = 1,4 kg/cm 2 , TS = ?) L = 800 kg/h (T 1 = ?, hL = ?, xL = 0,5)
V =?
(T 1 = ?, HV = ?)
T
1
P 1 = 100
mmHg F = 5000 kg/h (TF = 25 ºC, hF =? , xF = 0,08)
Balanço de massa
global:
F = L +
V
V
V = 4200 kg/
h
S =?
(PS = 1,4 kg/cm 2 , TS = ?) (^) S =? (PS = 1,4 kg/cm 2 , TS = ?) L = 800 kg/h (T 1 = ?, hL = ?, xL = 0,5) V = 4200 kg/h (T 1 = ?, HV = ?) T 1
P 1 = 100
mmHg F = 5000 kg/h (TF = 25 ºC, hF =? , xF = 0,08)
S =?
(PS = 1,4 kg/cm 2 , TS = ?) (^) S =? (PS = 1,4 kg/cm 2 , TS = ?) L = 800 kg/h (T 1 = 63,5 ºC, hL = ?, xL = 0,5) V = 4200 kg/h (T 1 = 63,5 ºC, HV = ?) T 1
P 1 = 100
mmHg F = 5000 kg/h (TF = 25 ºC, hF =? , xF = 0,08)
Calculo de
TS:
Tabelas de vapor
saturado
λ = (HS – hS) = 2232 kJ/
kg
das tabelas de vapor saturado temos que vapor d’água a 1,4 kg/cm
2
(137,3 kPa) possui uma temperatura de saturação de 108,7 ºC
a) A área da superfície de aquecimento
q = UA(TS –
T 1 )
O calor a ser transmitido é constituído das seguintes parcelas:
1. Uma para aquecer a alimentação de 25
o
C até a sua
temperatura de ebulição que é de 63,
o
C.
q 1 = m cp ( T 1 - TF ) → q 1 = 5000. 0,9 ( 63,5 - 25 )
q 1 = 173,25 kcal/h
0,9 é o calor específico médio entre o da alimentação e o da solução concentrada.
Logo, a taxa de calor fornecida é de :
q = q 1 + q 2 = 2559690 kcal/h
Portanto, a área da superfície de aquecimento em
m
2
q = UA(TS – T 1 ) → 2559690 = 1150. A (108,7 –
A = 49,
m
2
Logo, a taxa de calor fornecida é de :
q = q 1 + q 2 = 2559690 kcal/h
Portanto, a área da superfície de aquecimento em
m
2
q = UA(TS – T 1 ) → 2559690 = 1150. A (108,7 –
A = 49,
m
2