397 esercizi Capitolo 8 esercizio 1 Un concentratore a singolo effetto deve concentrare una portata di 200 kg/h di solfato di ammonio dal 10 % in peso al 20 % in peso. L alimentazione entra nel concentratore ad una temperatura di 60 °C e la temperatura di ebollizione è mantenuta a 80 °C. Determinare la quantità di vapore a 3 bar necessaria e la quantità di soluzione concentrata prodotta. Si assumano l entalpia della soluzione pari a quella dell acqua e si consideri trascurabile l innalzamento ebullioscopico. Riepilogo dati F = 100 kg/h = 0,056 kg/s c0 = 10% = 0,1 c = 20% = 0,2 TF = 60°C Entalpie di soluzioni e vapori Le entalpie necessarie per i bilanci di energia si leggeranno in Appendice 7 alle temperature e pressioni date. Entalpia alimentazione a 60°C h F = 251,1 kJ/kg Entalpia soluzione a 80°C h S = 334,9 kJ/kg Entalpia specifica del vapore H V = 2643 kJ/kg Calore latente vapore di rete a 3 bar W = 2163,4 kJ/kg Bilanci di materia Risolvendo il bilancio sul soluto, si ha: F c0 = S c S = F c0 10 = 200 kg/h = 100 kg/h c 20 E dal bilancio globale di materia: V = F S = 200 kg/h 100 kg/h = 100 kg/h Bilancio di energia Il bilancio di energia presenta come unica incognita la portata di vapore di rete: F h F + W W = S h S + V H V W = W = S h S + V H V F h F = ev 100 kg/h 334,9 kJ/kg + 100 kg/h 2643 kJ/kg 200 kg/h 251,1 kJ/kg 2163,4 kJ/kg = 114 kg/h = 0,032 kg/s =