ejercicios de transfer en cia de calor
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descom.jmc.utfsm.clEJERCICIOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR
1)
Un evaporador de simple efecto ha de concentrar 20.000lb/hr(9070Kg) de una solucin de hidrxido de sodio al 20%, hasta un 50% de slidos. La presin manomtrica del vapor de agua es de 20 lbf/pulg 2 (1,37 at) y la presin absoluta en el espacio de vapor, de 572 mmHg(11,0lbf/pul2). El coeficiente global U = 250 BTU/pie2.hr.F. La temperatura de alimentacin es de 100F(37,8C). Calcular la cantidad de vapor de agua consumida, la economa y la superficie de calefaccin que se requiere Solucin:
a)
Balance Msico20.000 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 energaMv * v = mvapor agua* + ma * (Tc Ta) Calor latente Calor sensible
Temperatura de ebullicin de la solucin = 197F Presin = = 11,05 lb/pulg2 De la tabla de vapor saturado se obtienen los calores latentes de vaporizacin
mv
.
12.000 * 979 20.000(197 100) 887,48flujo del vapor de calefaccin
mv = 15.446 lb/hc) Economa
E
Vaporproducido 12.000 vapordecalefaccin 15.446
E = 0,78
1
d) Superficie de calefaccin Q = U*A*T T = 260-197
Q 250
BTU * A( pie2 ) * (260 197) F pie2 h F
Q = 13.708.000 BTU/h
A
13.708.000 884 pie2 250(260 197)
A = 83,85 m22) Se calientan 2000 L/h de pur de tomate desde 20C hasta 80C, utilizando vapor saturado a 220C. Si el vapor cede su calor latente y sale como condensado qu cantidad de vapor se requerir?
Datos: Cp pur de tomate = 0,85 Kcal/KgC Densidad del pur = 1,089 Kg/L Solucin 2
1
3
4
Corrientes: 1.Pur de tomate a 20C 2. Vapor saturado a 220C
2
3. Pur de tomate a 80C 4. Agua lquida a 220C(condensado)
m a c p t m v * vKg h
.
.
;
= 446 Kcal/Kg
2000*1,09 0,85(80-20) = mv* 446
m v 249,28
.
Problemas a resolver1. 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 travs del intercambiador es de 5000 Kg/h, con una temperatura de entrada de 100C y de salida de 43C. La temperatura de entrada del aceite es de 20C Cul ser el rea de intercambio de calor? Cp aceite = 0,5 Kcal/KgC Cp agua = 1 Kcal/KgC U = 250 J/m2s K
2. Se ha diseado un evaporador con una alimentacin de 11.500 Kg/da de sumo de naranja que produzca 3000 kg/d de agua evaporada y una disolucin concentrada al 50%. Con que concentracin inicial se deber alimentar el jugo de naranja y que cantidad de disolucin al 50% se obtiene?
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