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¿Qué es la evaporación? ¿Existe en la naturaleza algún fenómeno que se relacione con la evaporación? ¿Qué factores influyen en ésta?
Cada año gran parte del agua que se encuentra en la tierra en forma líquida vuelve a la atmosfera como vapor, esto se debe a la absorción de energía térmica por las moléculas de las masas de agua, lo cual origina la transformación del estado líquido a gas. A este fenómeno se le ha llamado evaporación.
Es importante señalar que los procesos de transmisión de calor acompañados por un cambio de fase son más complejos que el simple intercambio de calor entre fluidos.
“Un cambio de fase implica la adición o substracción de cantidades considerables de energía calorífica a temperatura constante, se ha tratado de una forma general la transmisión de calor a un líquido en ebullición. Un caso especial ocurre con tanta frecuencia que se considera como una operación individual, que se denomina evaporación” (Mc Cabe, Smith & Harriott, 2003).
La evaporación es una operación unitaria que tiene como objeto primordial concentrar una disolución compuesta por un soluto no volátil y un disolvente volátil. En la gran mayoría de los evaporadores el disolvente es el agua. Por ejemplo, en la
evaporación de salmuera para la producción de sal, es común la separación entre evaporación y cristalización; este proceso dista mucho de ser limpio. En la evaporación, el producto valioso, es el líquido concentrado, mientras que el vapor se condensa y algunas veces es desechado. A lo largo de esta unidad conoceremos más aplicaciones sobre los evaporadores.
En el desarrollo de esta unidad podrás encontrar estos factores del proceso de evaporación, así como los balances de materia y energía que nos permitirán describir esta operación unitaria y su funcionamiento.
En esta unidad nos daremos cuenta que el objetivo de la evaporación es concentrar una solución entre un soluto no volátil y un disolvente volátil; conocerás ecuaciones que te permitirán determinar la transferencia de calor a través de la superficie sólida del evaporador, así como la masa y el calor que se transfiere. Podrás distinguir las diferentes clases y tipos de evaporadores, sus principales características y aplicaciones con la finalidad de que te familiarices con ellas, enfatizando que permanentemente debes actualizarte en este campo.
Al final de la unidad se presentan los procedimientos y cálculos de algunos ejemplos prácticos relacionados con evaporadores.
Competencia específica
Resuelve ecuaciones de los fenómenos y procesos involucrados en la transferencia de energía a través del análisis de los métodos de transmisión de calor, sus parámetros y variables para determinar resultados aplicables a situaciones reales de operaciones unitarias.
Logros
- Deducirlos coeficientes de trasmisión de calor en la evaporación.
- Identificar y describir los equipos utilizados en la evaporación.
- Deducir el modelo matemático que incluye balance de materia y energía en la evaporación.
Contenido
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Cierre
Durante el transcurso de la unidad uno se fueron tratando términos como evaporación, puntos de ebullición, entalpías desde los conocimientos previos de balance de materia y energía con la transferencia de calor. Posteriormente se describieron las características que presentan las operaciones unitarias, así como la influencia que tienen en la industria. Es necesario reconocer que los principios fundamentales de estas operaciones unitarias inician con variables de temperatura, entalpía, alimentación de materias primas, condensación del producto, que se fueron relacionando en el transcurso del desarrollo de esta unidad.
Estos principios son la base para el desarrollo de procesos limpios que ayuden a conservar nuestro planeta. Recordemos que hoy en día son de gran utilidad para la producción de alimentos, fármacos, petroquímica; dado que en esos procesos industriales observamos el uso de evaporadores estos principios básicos ayudan a desarrollar y diseñar procesos que nos permiten satisfacer nuestras necesidades.
Lo anterior nos ayudará a saber relacionar los flujos de fluidos en los equipos industriales, en este caso con evaporadores, así como identificar las variables que se involucran en las operaciones unitarias que verás en la siguiente unidad.
Fuentes de consulta
Básica
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