Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Evaporadores

No description
by

Rolando Gomez

on 10 November 2014

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Evaporadores

Por su atención

Muchas Gracias
Inicio
Definición
Los evaporadores entran en el género de mecanismos que utilizan un tipo de energía para transformarla en calor latente de una solución.


Son intercambiadores de calor que usan vapor de agua como fluido de calentamiento.
Mecanismo de vaporización y partes esenciales
Mecanismo de vaporización:
Curva de ebullicion
Muestra la diferencia de temperatura entre la superficie de los tubos y el fluido de evaporación optima en los evaporadores
Tipos Generales
Dependiendo de cual será su uso, en general, los evaporadores se clasifican en:

Evaporadores para plantas de fuerza (producción de agua pura o generación de potencia)

Evaporadores químicos (concentración de soluciones)

Evaporadores de plantas de fuerza
Cuentan de un calefactor tubular, espacio para que las gotas que se forman en las paredes por el estallido de burbujas puedan separarse y un medio que sirva para remover las incrustaciones en el exterior de los tubos.

Los tubos suelen estar siempre sumergidos para evitar incrustaciones.

Se limpian cada 24 horas.

Evaporadores
Definición, Fundamentos Matemáticos, Tipos y Aplicaciones
Evaporadores Quimícos
Se dividen en evaporadores:

De circulación natural: Tienen varias aplicaciones. Según su tipo especifico son útiles con soluciones que formen espuma o nata, producción de solución mas concentrada, producción de un soluto seco, etc.


De circulación forzada: La circulación de producto es calentada cuando fluye a través del intercambiador de calor y entonces es parcialmente evaporada cuando la presión es reducida en la cámara flash (separador).

Evaporador de Efecto Simple
Evaporador de Efecto Multiple
Evaporador de
Tubo y Coraza
Partes del Evaporador
Cabezales: Permite la distribución del fluido que viaja por los tubos.

Boquillas: Son los puertos de entrada y salida

Tubos: Proporcionan la superficie de transferencia de calor entre un fluido que fluye dentro de ellos y otro que fluye sobre su superficie externa.

Partes del Evaporador
Coraza: Es simplemente el recipiente para el fluido externo.

Deflectores o Bafles: Son láminas que se encargan de reducir los vórtices del líquido y por lo tanto mejoran la mezcla en el fluido.

Cabezal: Permite la distribución del fluido que viaja por los tubos

Evaporadores de Tubo y Coraza
Evaporadores de Placa
Evaporadores de Placa
Son dispositivos de diseño compacto. Los separadores están conectados directamente al paquete de placas con un ducto de interconexión corta.


Las Placas de producto y vapor están separados por empaques.

Partes del evaporador de placas
Constan de un marco con Cabezotes.

Tuberías de entrada y salida.

Placas rectangulares muy delgadas.

Empaques de Caucho.

Evaporadores de Pelicula
Evaporadores de Placa
El espacio para el producto es diseñado para una distribución uniforme de liquido sobre la superficie de la placa y una baja caída de presión en la fase vapor.


Diseñados para una operación de película de tipo ascendente.

Evaporadores de Placa
Evaporadores de Pelicula
Estos evaporadores pueden dividirse en dos:
1. Evaporadores de Película Descendente:
Usualmente el liquido entra al evaporador por la parte superior o cabezal de Evaporador, en este el producto es uniformemente distribuido dentro de los tubos de calentamiento.

2. Evaporadores de Pelicula Ascendente:
Estos operan bajo el principio de termo sifón. Aquí la entrada del producto es por el fondo de los tubos de calentamientos y al ser calentado el vapor empieza a formarse.
La fuerza del vapor, causa que el liquido y el vapor asciendan en flujo paralelo.

Evaporador de Película Descendente
Evaporadores de Película Ascendente
Fundamentos Matematicos
Para introducirse al cálculo de evaporadores es necesario recordar:

Uso de las tablas de vapor.

Lectura de diagramas Presión-Volumen.

Lectura de diagrama de Mollier.

Es la cantidad de masa de solvente (agua) evaporado por hora. Esta capacidad está íntimamente relacionada con la velocidad de transmisión de calor “Q”.




Donde el 𝑻 es la diferencia de temperaturas entre el vapor de calefacción a la presión considerada y temperatura de ebullición

Capacidad del Evaporador
Influencia de la temperatura de la Alimentación en la Capacidad del Evaporador
Si la temperatura de la alimentación es inferior a la de ebullición, la capacidad se reduce considerablemente puesto que parte del calor se utiliza para calentarla y no produce vapor.
Si la temperatura de la alimentación es igual a la de ebullición, todo el calor transmitido a través de la superficie de calefacción es utilizado en la evaporación
Si la temperatura de la alimentación es superior a la de ebullición, una parte de la alimentación se evapora espontáneamente, por tanto, la capacidad del evaporador es mayor a la correspondiente a Q, este procesos tiene un nombre específico Evaporación Flash.

Aumento del Punto de Ebullición de la Alimentación
Según las propiedades coligativas de una disolución diluida de un soluto no volátil, la presión de vapor de la disolución es menor que la del disolvente puro a la misma temperatura y, por lo tanto, hay un aumento en el punto de ebullición respecto al que tendría el agua pura .




Donde Keb es la constante ebulloscópica.


Para el caso de las soluciones concentradas se utiliza una ley empírica conocida como Regla de Dühring la cual establece que el punto de ebullición de una disolución es una función lineal del punto de ebullición de una sustancia de referencia, que generalmente es el agua, referidos ambos a la misma presión, para cada valor de concentración molar se tendrá una recta diferente

Diagramas de Dühring
Coeficientes de transferencia de calor


El inverso del coeficiente de transferencia de calor entre el vapor de agua y el líquido en ebullición es la suma de los inversos de 5 resistencias distintas, la resistencia de la película de vapor, las dos resistencias de las costras, interior y exterior de los tubos, la resistencia de la pared del tubo y la resistencia del líquido en ebullición.

Coeficientes de Transferencia de Calor
Evaporadores Tubulares
Diagramas de Coeficiente de Transferencia de Calor
Balance de Materia y Energía en Evaporadores
Evaporadores de Efecto Simple
Balance Global del Sistema:


Balance de Componentes:


Dónde:
F=Flujo másico (o molar) de la alimentación.
V=Flujo de vapor de agua.
L=Líquido (solución concentrada).
Xf = Concentración molar de la sustancia a la entrada del evaporador.
XL= Concentración molar de la sustancia a la salida del evaporador.

Balance de Materia
Balance de Energía
Dónde:
hF = Entalpía de la solución a la entrada del evaporador.
Hs= Entalpía del vapor sobrecalentado.
hL= Entalpía de la solución a la salida del evaporador.
hV= Entalpía del vapor saturado proveniente de la solución.
hS= Entalpía del vapor saturado
Evaporadores de doble efecto
Balances de Materia y Energía
Evaporadores de Triple Efecto
Balances de Materia y Energía
Balance de Materia Global:



Balance de Componentes:



Balance de energía en el primer efecto:

Balances de Materia y Energía
Balance de energía en el segundo efecto:






Balance de energía en el tercer efecto:
Economía de Vapor
Efecto simple:



Efecto doble:



Efecto triple:
Aplicaciones Industriales
El evaporador comunmente usado es el de película:
Tratamiento de Aguas Residuales
Algunos de los evaporadores en este proceso son:
Industria Alimenticia: LACTEOS
Los evaporadores sirven para alcanzar determinadas concentraciones de la leche para los diferentes tipos de procesos derivados.

Las concentraciones más usuales son 18% y 24 %.
Suero al 18% puede mezclarse con suero sin concentrar para obtener una materia prima al 12/13% que puede secarse en torres que operan bajo régimen estándar para leche.

Suero al 24% es ideal para fabricar dulce de leche o para transportar en frío. 


Industría Azucarera
Industría Azucarera
En el proceso de producción de azúcar, cuando el jugo clarificado que entra a los evaporadores tiene de 12 a 15°Brix aproximadamente.


Para poder extraer por cristalización el azúcar que contiene el jugo, se debe concentrar con los evaporadores hasta obtener un jarabe entre 55 y 65°Brix.
A) Producto
B) Vahos
C) Concentrado
D) Vapor
E) Condensado
F) Excedente de Vapor

1) Placa del evaporador
2) Separador


A) Producto
B) Vapor
C) Concentrado
D) Vapor de Calentamiento
E) Condensador

1. Cabezal
2. Calandria
3. Parte Baja de la Calandria
4. Zona de Mezcla
5. Separador de Vahos.

A) Producto

B) Vapor

C) Concentrado

D) Vapor de Calentamiento

E) Condensado

Aumento del Punto de Ebullición de la Alimentación
Evaporación por Circulación Forzada
Balance global de la materia:


Balance de componentes:


Balance de energía en el primer efecto:


Balance de energía en el segundo efecto:
Evaporador de placas con extracto de ascendente para tratamiento de aguas residuales

Los evaporadores más comunes para este proceso son los de multiple efecto:
Full transcript