1Evaporadores efeito simples

Prof. Gustavo Dacanal

gdacanal@usp.br

Evaporadores

Tpicos da aula

1. Tipos de evaporadores

2. Elevao do ponto de ebulio

3. Diagrama de Dhring

4. Grficos de Concentrao-Entalpia de Solues

5. Leitura complementar: Livro FOUST Cap. 19

Tipos de Evaporadores

-Tubo horizontal

1100

2Filme descendente Filme ascendente

Circulao forada Evaporadores a placas

Evaporadores compactos Mtodo de Operao

Evaporador de Efeito Simples

3Mtodo de Operao

Evaporador de triplo efeito com alimentao frontal ou dianteira

Mtodo de Operao

Evaporador de triplo efeito com alimentao de retorno ou realimentao

Balano de Massa e Energia Evaporador um trocador de calor

Balanos de energia:

Coeficiente Global x Tipo de equipamentoExerccio 1

Um evaporador de efeito simples, contnuo, concentra 9072 kg/h deuma soluo salina 1,0 % (m/m) entrando a 311 K (37,8 C) parauma concentrao final de 1,5 % (m/m). O evaporador est numapresso de 101,325 kPa (1 atm) e o vapor fornecido est saturadonuma presso de 143,3 kPa. O coeficiente global U=1704 W/m2K.Calcule a quantidade de vapor e lquido produzido e a rea detransferncia de calor requerida. Assuma que a soluo tem o mesmoponto de ebulio da gua, por estar diluda.

4Elevao do Ponto de Ebulio de Solues

Carta de Dhring para solues aquosas de hidrxido de sdio

Uso da Carta de DHRING para Elevao do Ponto de Ebulio

Exerccio 2:

Como um exemplo do uso da carta, a presso em um evaporador dada como 25,6 kPa (3,72 psia) e uma soluo de NaOH 30% estsendo fervida. Determine a temperatura de ebulio da soluo deNaOH e o aumento do ponto de ebulio da soluo em relao agua na mesma presso.

Elevao do Ponto de Ebulio de Solues

175 30%

Diagrama Dhring (Suco Tamarindo)

Diagrama Dhring (Solues sacarose)Uso de equaes para determinar a elevao do ponto de ebulio

Elevao do ponto de ebulio:

C: concentrao (oBrix)P: presso (mbar)

5Grficos de Concentrao-Entalpia de Solues

Grfico concentrao-entalpia para o sistema NaOH-gua

Evaporador simples efeito

Exerccio 3:

Um evaporador de simples efeito usado para concentrar 9072 kg/h(20.000 lbm/h) de uma soluo de NaOH 20% em gua entrando a37,8C (100F), obtendo um produto de 50% de slidos. A pressodo vapor saturado usado 20 psig (=20+14,7=34,7psia) ou 2,4MPae a presso do evaporador 11,7 kPa (1,7psia). O coeficiente globalde transferncia de calor 1420 W/m2K (250 btu/h ft2 F).

Calcule:

Vazo mssica de vapor utilizado; Economia de vapor em (kg evaporado / kg de vapor usado); rea da superfcie de troca trmica em m2.