Diseño de sistemas de evaporación de efecto múltiple con elevación del punto de ebullición

 

Diseño de sistemas de evaporación de efecto múltiple con elevación del punto de ebullición

Enrique Eduardo Peraza-González¹, Geovanny Polanco-Loría¹, Carlos Francisco Reyes-Sosa¹, Enrique Eduardo Peraza-López¹, Carlos Enrique Pacheco-Medina¹, Pedro José Montañez-y-Jure¹, José Luis Giorgana-Figueroa¹, Salma Guadalupe Pérez Sánchez² y Paulo César Ortiz Montalvo²

 

Tecnológico Nacional de México. Instituto Tecnológico de Mérida. Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica. C.P.97118. Mérida, Yucatán, México. ¹Profesor. ²Alumno

Autor de correspondencia: geovanny@merida.tecnm.mx (Geovanny Polanco-Loría)

 

RESUMEN

 

Un sistema de evaporación de múltiple consiste en una sucesión de evaporadores que utiliza un único flujo de vapor de caldera para calentar al primer evaporador, el vapor del primer evaporador calienta al segundo y así sucesivamente. El diseño básico de un sistema de evaporación consiste en el cálculo, para cada evaporador, de flujos de líquido y vapor, concentraciones, temperaturas y el área de calentamiento de cada evaporador. Si tomamos en cuenta que un sistema, en general, puede constar de N evaporadores (donde N = 1, 2…6) y que estos pueden conectarse entre sí, ¡de N! (factorial de N) formas, se hace muy conveniente, entonces, desarrollar un algoritmo de generación de las ecuaciones. Si a todo lo anterior sumamos una dificultad adicional, como la que representa la elevación de la temperatura de ebullición, (que algunos solutos presentan de forma considerable), la dificultad de resolución matemática aumenta significativamente. Resulta, entonces, que el diseño de un sistema de N evaporadores implica, más que nada, un problema matemático, en 2 etapas: a) la formulación del sistema de ecuaciones simultáneas (sistema no lineal) que lo representa y b) la resolución del sistema de ecuaciones, que, al ser no lineal, requiere implementar una estrategia de resolución numérica. Se presenta una metodología para el diseño básico de sistemas de evaporación de efecto múltiple que, en base a los datos básicos: genera las ecuaciones del sistema, identifica las incógnitas, calcula entalpías y otras propiedades termodinámicas y resuelve el sistema.

 

Palabras clave: evaporación, efecto múltiple, entalpía, termodinámica

 

Para citar:

 

Peraza-González, E.E., Polanco-Loría, G., Reyes-Sosa, C.F., Peraza-López. E.E., Pacheco-Medina, C.E., Montañez-y-Jure, P.J., Giorgana-Figueroa, J.L., Pérez Sánchez, S.G. y Ortiz Montalvo, P.C. (2024). Diseño de sistemas de evaporación de efecto múltiple con elevación del punto de ebullición. Revista del Centro de Graduados e Investigación. Instituto Tecnológico de Mérida, 39(107),239-244