Resultados

a) Comparar concentración inicial y final de la solución.

Concentración inicial(C A0)=Pesode muestra inicialVolumen inicialmuestra

=[ g desolidosml ]C A0=

1.5g10ml

=0.115 g solidosml

Concentración final (C AF)=Pesode solidos finalVolumen finalmuestra

Pesoagua (g )=peso total−peso sinagua

Pesoagua (g )=13 g−3.7g=9.3 gde agua

C AF=3.7 gsolidos final

9.3ml=0.39 g

ml

C AF>CA 0

b) Cantidad de agua evaporada

Vol .aguaevaporada=Vol agua inicial−Vol.agua final

Vol .aguaevaporada=3000−2650ml=350ml

Pesoaguaevaporada=350 ml∗0.9986g1ml

=349.51g

c) Balance de materia y balance de calor por cada evaporador y condensador

A. Balance de Materia

Qt=Q 1+Qc

Donde: Qt = Caudal másico en la alimentación, kg/hQ1 = Caudal másico en la etapa 1, kg/hQc = Caudal másico en el condensador, kg/h

Calculo de caudales másicos:

Qt=V∗ρt

Donde: V = Volumen en cada etapa, Lt = tiempo de duración de cada etapa, hρ = densidad de la solución en cada etapa, kg/L

Qt=3 l∗0.9986 kg

l40.3min

=0.074 kg/min

ρ⍴ a 27°C = 0.99659 kg/L

Qc=0.85 L∗0.99659 kg /L18.6

=0.0455 kg/min

Para conocer el caudal en la etapa 1:

Q 1=Qma−Qmc

Q 1=0.074−0.0455

Q 1=0.0285 kg /min

B. Balance de Energía

Calculo de Cp

Cp=XhCh+XsCsDonde: Cp = Capacidad calorífica, kJ/kgKCh = Capacidad calorífica del agua, 4.18 kJ/kgKCs = Calor especifico de los sólidos, 1.46 kJ/kgKX h= fracción en peso de aguaXs= fracción masa de sólidos

X h=peso agua

pesomuestra inicial

X h=9.310

=0.93

Xs=1−Xh

Xs=1−0.93=0.07

Cp=0.93 (4.18 )+0.07 (1.46 )

Cp=3.9896 kJkg∗K

Cálculo de la energía cedida por los condensados

E=Q1∗(Lv+Cp∗(T 3−T 4 ))

Donde: E= Energía cedida por los condensados, kJ/hQ1 = Caudal másico etapa 1, kg/hCp = Capacidad calorífica promedio etapa 1, kJ/kg*KLv = Calor de vaporización del agua, 2257 kJ/kg

Ec=1.71∗(2257+3.9896∗(373.15−300.65 ))

E=¿

Calculo de la energía recibida por el agua de refrigeración

Er=Qcw∗Cpw∗(T 6−T 5 )¿

Donde: Er= Energía recibida por el agua de refrigeración, kJ/h

Qcw : caudal másico del agua fríaCpw : capacidad calorífica del agua fría, 4.18 kJ/kgK

Qcw=flujode agua∗densidad de agua

Qcw=98l /h∗0.99868Kg / l=97.8706 kg /h

Er=97.8706∗4.18∗()¿

Er=¿

La diferencia entre estas dos energías corresponde a las pérdidas térmicas a lo largo de la pared del condensador.

Energía recibida por la solución de alimentación

Ea=Qma∗Cpa∗(T 2−T 1 ) ¿

Donde: Ea= Energía recibida por la solución de alimentación, kJ/hCpa : capacidad calorifica de alimentación, kJ/kgK

Ea=4.47∗4.042∗(354.25−290.25 ) ¿

Ea=1156.33 kJ /hEnergía necesaria para evaporar el solvente

Ee=Qm∗LvDonde: Ee= Energía necesaria para evaporar el solvente, kJ/h

Ee=1.74∗2257Ee=3927.18 kJ /h

Energía cedida por el vapor de calentamiento

Ev=Qmc∗LvDonde: Ev= Energía cedida por el vapor de calentamiento, kJ/h

Ev=2.73∗2257

Ev=6161.61 kJ /h

De acuerdo al balance de energía, este está dado por:

Ev=Ee+Ea+ pérdidas térmicasPor lo que:

Pérdidas térmicas=Ee−(Er+Ea)

Pérdidas térmicas=3927.18−(2659.14+1156.33)

Pérdidas térmicas=11.71kJ /h