Ingeniería y Arquitectura ·
Introducción a la evaporación. Teoría y operación en planta piloto
Juan José Santana Rodríguez Vicente Mena González
81,9(56,'$' '( /$6 3$/0$6 '( *5$1 &$1$5,$ 6HUYLFLR GH 3XEOLFDFLRQHV \ 'LIXVLyQ &LHQWtILFD
2016
ColeCCIón: CuAdernos pArA lA doCenCIA RAMA DE CONOCIMIENTO: INGENIERÍA y ARqUITECTURA · 07 IntroduCCIón A lA evAporACIón. teoríA y operACIón en plAntA pIloto
SANTANA RODRÍGUEZ, Juan José Introducción a la evaporación : teoría y operación en planta piloto / Juan José Santana Rodríguez, Vicente Mena González. — Las Palmas de Gran Canaria : Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, Servicio de Publicaciones y Difusión Científica, 2016 152 p. ; 24 cm. — (Cuadernos para la docencia. Ingeniería y Arquitectura ; 07) ISBN 978-84-9042-293-9 1. Evaporación I. Mena González, Vicente, coaut. II. Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, ed. 556.13
La publicación de esta obra ha sido aprobada, tras recibir dictamen favorable en un proceso de evaluación interno, por el Consejo Editorial del Servicio de Publicaciones y Difusión Científica de la ULPGC © del texto: Juan José Santana Rodríguez Vicente Mena González © de la edición: Universidad de Las Palmas de Gran Canaria Servicio de Publicaciones y Difusión Científica www.ulpgc.es/publicaciones serpubli@ulpgc.es Primera edición, 2016 ISBN: 978-84-9042-293-9 Depósito Legal: GC 992-2016 IBIC: RBK / TG / 4GE Impresión: Servicio de Reprografía, Encuadernación y Autoedición de la ULPGC Producido en España. Produced in Spain Reservados todos los derechos por la legislación española en materia de Propiedad Intelectual. Ni la totalidad ni parte de esta obra puede reproducirse, almacenarse o transmitirse en manera alguna por medio ya sea electrónico, químico, óptico, informático, de grabación o de fotocopia, sin permiso previo, por escrito de la editorial.
Índice 3UHVHQWDFLyQ &XDGHUQRV SDUD OD 'RFHQFLD ,QWURGXFFLyQ D OD HYDSRUDFLyQ ,QWURGXFFLyQ D OD HYDSRUDFLyQ )DFWRUHV TXH DIHFWDQ D OD HYDSRUDFLyQ (YDSRUDGRUHV 7LSRV GH HYDSRUDGRUHV (YDSRUDGRU GH VLPSOH HIHFWR %DODQFHV GH PDWHULD \ HQHUJtD HQ XQ HYDSRUDGRU GH VLPSOH HIHFWR 9DULDFLyQ GHO SXQWR GH HEXOOLFLyQ GH OD GLVROXFLyQ 6LVWHPDV GH P~OWLSOH HIHFWR %DODQFHV GH PDWHULD \ HQHUJtD HQ XQ VLVWHPD GH HYDSRUDGRUHV GH P~OWLSOH HIHFWR &iOFXOR GHO FRQGHQVDGRU &RPSUHVLyQ GH YDSRU &RPSUHVLyQ PHFiQLFD &RPSUHVLyQ WpUPLFD (YDSRUDGRU GH GREOH HIHFWR GH SHOtFXOD DVFHQGHQWH FRPSXWHUL]DGR ('3$& ,QWURGXFFLyQ 'HVFULSFLyQ GHO HTXLSR &RQILJXUDFLRQHV 3UiFWLFDV D UHDOL]DU )XQGDPHQWR WHyULFR
Juan José Santana RodrÃguez y Vicente Mena González
%DODQFHV GH PDWHULD \ HQHUJtD GH OD XQLGDG %DODQFHV GH HQHUJtD VREUH HO UHIULJHUDGRU 6LVWHPD GH JHQHUDGRU GH YDSRU (YDSRUDFLyQ GH HIHFWRV P~OWLSOHV $GYHUWHQFLDV H LQVWUXFFLRQHV SULQFLSDOHV )DPLOLDUL]DFLyQ FRQ OD SODQWD SLORWR 3UHSDUDFLyQ GH DOLPHQWR 2SHUDQGR FRQ HO VRIWZDUH ('3$& 5HDOL]DFLyQ GHO YDFtR &LUFXLWR GH DOLPHQWR &LUFXLWR GH YDSRU &RQILJXUDFLyQ SDUD WUDEDMDU HQ VHULH SDUDOHOR R HQ GREOH HIHFWR 2SHUDFLyQ HQ SDUDOHOR 2SHUDFLyQ HQ VHULH 0RGR GH RSHUDFLyQ GREOH HIHFWR ,QWURGXFFLyQ D ODV SUiFWLFDV FRQ OD SODQWD SLORWR 3UiFWLFD &DOLEUDFLyQ GH ODV ERPEDV GH DOLPHQWR 2EMHWLYRV 0DWHULDO UHTXHULGR 3URFHGLPLHQWR GH HQVD\R &XHVWLRQHV 3UiFWLFD &iOFXOR GHO UHQGLPLHQWR GH FDOHQWDPLHQWR 2EMHWLYRV 0DWHULDO UHTXHULGR 3URFHGLPLHQWR GH HQVD\R 5HVXOWDGRV \ WDEODV &XHVWLRQHV 3UiFWLFD &DOLEUDFLyQ GH ODV FDOGHUDV 2EMHWLYRV 0DWHULDO UHTXHULGR 3URFHGLPLHQWR GH HQVD\R &XHVWLRQHV 3UiFWLFD 2EWHQFLyQ GH UpJLPHQ GH WUDEDMR HVWDFLRQDULR 2EMHWLYRV 0DWHULDO UHTXHULGR 3URFHGLPLHQWR GH HQVD\R &XHVWLRQHV
ÃŒQGLFH
3UiFWLFD &RQFHQWUDFLyQ GH XQD GLVROXFLyQ D]XFDUDGD 2EMHWLYR 0DWHULDO UHTXHULGR 3URFHGLPLHQWR GH HQVD\R &XHVWLRQHV 3UiFWLFD (VWXGLR GH OD YHORFLGDG GH HYDSRUDFLyQ HQ IXQFLyQ GH ODV FRQGLFLRQHV GH WUDEDMR 2EMHWLYR 0DWHULDO UHTXHULGR 3URFHGLPLHQWR GH HQVD\R &XHVWLRQHV 3UiFWLFD (VWXGLR GHO EDODQFH GH PDWHULD VREUH HO VROXWR \ HO GLVROYHQWH 2EMHWLYR 0DWHULDO UHTXHULGR 3URFHGLPLHQWR GH HQVD\R &XHVWLRQHV 3UiFWLFD %DODQFH GH HQHUJtD VREUH OD XQLGDG GH HYDSRUDFLyQ 2EMHWLYR 0DWHULDO UHTXHULGR 3URFHGLPLHQWR GH HQVD\R &XHVWLRQHV 3UiFWLFD %DODQFH GH HQHUJtD HQ HO UHIULJHUDGRU WXEXODU 2EMHWLYRV 0DWHULDO UHTXHULGR 3URFHGLPLHQWR GH HQVD\R &XHVWLRQHV 3UiFWLFD 'HWHUPLQDFLyQ GHO FRHILFLHQWH JOREDO GH WUDQVIHUHQFLD GH FDORU 2EMHWLYR 0DWHULDO UHTXHULGR 3URFHGLPLHQWR GH HQVD\R 3UiFWLFD 'HWHUPLQDFLyQ GHO FRHILFLHQWH Cl SDUD XQ UHIULJHUDGRU WXEXODU 2EMHWLYR 0DWHULDO UHTXHULGR 3URFHGLPLHQWR GH HQVD\R
Juan Josรฉ Santana Rodrรญguez y Vicente Mena Gonzรกlez
3UiFWLFD &RQFHQWUDFLyQ GH MXJRV GH IUXWDV \ H[WUDFWRV YHJHWDOHV 2EMHWLYR 0DWHULDO UHTXHULGR 3URFHGLPLHQWR GH HQVD\R 3UiFWLFD 2EWHQFLyQ GH OHFKH FRQFHQWUDGD 2EMHWLYR 0DWHULDO UHTXHULGR 3URFHGLPLHQWR GH HQVD\R 3UiFWLFD 'HWHUPLQDFLyQ GH OD HILFLHQFLD GHO YDSRU XWLOL]DGR HQ HO SURFHVR 2EMHWLYR 0DWHULDO UHTXHULGR 3URFHGLPLHQWR GH HQVD\R 3UiFWLFD 'HWHUPLQDFLyQ GHO UHQGLPLHQWR GHO JHQHUDGRU GH YDSRU 2EMHWLYR 0DWHULDO QHFHVDULR 3URFHGLPLHQWR GH HQVD\R 3UiFWLFD &DOLEUDFLyQ GH ORV VHQVRUHV GH WHPSHUDWXUD 2EMHWLYR (OHPHQWRV QHFHVDULRV 'HVDUUROOR GH OD SUiFWLFD $QH[R 7DEODV GH HQWDOStD GHO DJXD VDWXUDGD $QH[R (OHYDFLyQ GH OD 7ย GH HEXOOLFLyQ \ GH OD HQWDOStD HQ IXQFLyQ GH OD FRQFHQWUDFLyQ GH 1D2+ \ GH RWUDV VDOHV $QH[R ร QGLFHV GH UHIUDFFLyQ \ %3( GH GLVROXFLRQHV GH VDFDURVD
PRESENTACIÓN CUADERNOS PARA LA DOCENCIA /D 8QLYHUVLGDG GH /DV 3DOPDV GH *UDQ &DQDULD SXVR HQ PDUFKD HQ XQD FRQYRFDWRULD DQXDO GHGLFDGD D OD SXEOLFDFLyQ GH PDQXDOHV GRFHQWHV SDUD OD HQVHxDQ]D XQLYHUVLWDULD UHDOL]DGRV SRU HO SHUVRQDO GRFHQWH GH QXHVWUD LQVWLWXFLyQ (VD LQLFLDWLYD SUHWHQGtD RIUHFHU XQRV PDQXDOHV GRFHQWHV TXH WXYLHUDQ XQ GLVHxR XQLIRUPH \ XQRV FRQWHQLGRV ULJXURVRV DGDSWDGRV D ODV H[LJHQFLDV GH QXHVWUDV WLWXODFLRQHV 'H HVD PDQHUD OD 8/3*& PRVWUDED \ VLJXH PRVWUDQGR VX FRPSURPLVR FRQ OD PHMRUD GH OD FDOLGDG GH OD GRFHQFLD GH OD LQYHVWLJDFLyQ \ GH ORV VHUYLFLRV TXH SUHVWD D OD VRFLHGDG 'HEHPRV SRU HOOR IHOLFLWDUQRV SRU HO p[LWR DOFDQ]DGR HQ HO FDPLQR UHFRUULGR 6LQ HPEDUJR OD H[SHULHQFLD DFXPXODGD D OR ODUJR GH HVWRV DxRV DVt FRPR OD UHVSXHVWD REWHQLGD SRU SDUWH GHO SURIHVRUDGR \ OD UHYLVLyQ GH ODV SXEOLFDFLRQHV HIHFWXDGDV KDFH QHFHVDULR TXH VH LQWURGX]FDQ QXHYDV FROHFFLRQHV TXH GLQDPLFHQ HO VLVWHPD GH SXEOLFDFLyQ \ TXH DO PLVPR WLHPSR KDJDQ PiV DFFHVLEOHV ORV PDWHULDOHV D ORV DOXPQRV SDUD JDUDQWL]DU TXH ORV UHFXUVRV GH DSR\R DO DSUHQGL]DMH VHDQ DGHFXDGRV \ VH DMXVWHQ D VXV QHFHVLGDGHV (Q HVD OtQHD WUDEDMDUiQ HQ ORV SUy[LPRV DxRV HO 9LFHUUHFWRUDGR GH &RPXQLFDFLyQ &DOLGDG \ &RRUGLQDFLyQ ,QVWLWXFLRQDO HO 9LFHUUHFWRUDGR GH 3URIHVRUDGR \ 3ODQLILFDFLyQ $FDGpPLFD \ HO 6HUYLFLR GH 3XEOLFDFLRQHV \ 'LIXVLyQ &LHQWtILFD GH HVWD 8QLYHUVLGDG SDUD GHVDUUROODU WRGRV ORV VHFWRUHV UHODFLRQDGRV FRQ OD FDOLGDG OD FXDOLILFDFLyQ \ HO DSUHQGL]DMH SHUPDQHQWH /D QXHYD FROHFFLyQ GH Cuadernos para la docencia HGLWDGD SRU OD 8QLYHUVLGDG GH /DV 3DOPDV GH *UDQ &DQDULD VXUJH FRPR XQD DOWHUQDWLYD SDUD OD SXEOLFDFLyQ GH PDWHULDOHV GRFHQWHV GH ODV GLIHUHQWHV PDWHULDV R DVLJQDWXUDV TXH VH LPSDUWHQ HQ ORV WtWXORV GH OD 8/3*& HQ VX PRGDOLGDG GH
Juan José Santana RodrÃguez y Vicente Mena González
(QVHxDQ]D 3UHVHQFLDO SDUD TXH KDJD PiV GLQiPLFR HO GHVDUUROOR GH OD GRFHQFLD \ IDFLOLWH HO VHJXLPLHQWR GH ORV FRQWHQLGRV SRU SDUWH GH ORV DOXPQRV 'HVHR DJUDGHFHU D ORV DXWRUHV GH HVWDV SXEOLFDFLRQHV VX HPSHxR SRU DGDSWDU VXV FRQWHQLGRV D ODV H[LJHQFLDV HGLWRULDOHV GH HVWD FROHFFLyQ DVt FRPR VX JHQHURVD SUHGLVSRVLFLyQ D UHGDFWDU XQRV PDWHULDOHV GRFHQWHV TXH VH DMXVWDQ D ORV UHTXLVLWRV GH HVWH WLSR GH SXEOLFDFLRQHV (VSHUR \ GHVHR TXH ORV HVWXGLDQWHV TXH YDQ D XWLOL]DU HVWRV FXDGHUQRV VHSDQ DSUHFLDU HO YDORU GHO WUDEDMR ELHQ KHFKR \ HO HVIXHU]R TXH VXV DXWRUHV KDQ SXHVWR HQ VX UHDOL]DFLyQ José Regidor GarcÃa 5(&725
INTRODUCCIÓN A LA EVAPORACIÓN (O SUHVHQWH PDQXDO WLHQH SRU REMHWR IDFLOLWDU DO DOXPQDGR HO PDWHULDO QHFHVDULR SDUD DERUGDU GH IRUPD EiVLFD HO DQiOLVLV \ HVWXGLR GH OD RSHUD FLyQ XQLWDULD GHQRPLQDGD HYDSRUDFLyQ DVt FRPR XQ FRQMXQWR GH SUiFWLFDV HQFDPLQDGDV D OD SURIXQGL]DFLyQ HQ OD PLVPD \ HQ DVSHFWRV UHODFLRQDGRV FRQ OD LQVWUXPHQWDFLyQ \ HO FRQWURO GH SURFHVRV 3RU OR WDQWR HO PDQXDO HVWi GLYLGLGR HQ GRV SDUWHV FODUDPHQWH GLIHUHQFLDGDV /D SULPHUD SDUWH FDStWXOR DERUGD ORV IXQGDPHQWRV GH OD HYDSRUDFLyQ FRPHQ]DQGR SRU HO HVWXGLR GH XQ HYDSRUDGRU VLPSOH GHO FXDO VH DQDOL]DUi HO SULQFLSLR GH IXQFLRQDPLHQWR SODQWHDQGR ORV EDODQFHV GH PDWHULD \ HQHU JtD DVRFLDGRV DO PLVPR 3RVWHULRUPHQWH VH DQDOL]DUiQ HYDSRUDGRUHV GH P~OWLSOHV HIHFWRV KDFLHQGR KLQFDSLp HQ ORV EDODQFHV GH PDWHULD \ HQHUJtD DVt FRPR HQ FRQVLGHUDFLRQHV GH RSWLPL]DFLyQ HFRQyPLFD TXH QRV SHUPLWLUi UHDOL]DU VLPSOLILFDFLRQHV HQ HO FiOFXOR GH ORV PLVPRV 6H FRPSOHPHQWDUi HO FDStWXOR FRQ HO GHVDUUROOR GH XQD VHULH GH SUREOHPDV EDVDGRV HQ OD WHRUtD GHVDUUROODGD &RQ HVWH WUDWDPLHQWR WHyULFR LQLFLDO VH SUHWHQGH TXH HO DOXP QDGR SRVHD HQ XQ ~QLFR GRFXPHQWR ODV KHUUDPLHQWDV EiVLFDV QHFHVDULDV SDUD FRPSUHQGHU OD RSHUDFLyQ XQLWDULD \ TXH SXHGD GHVDUUROODU ODV SUiFWLFDV SUHYLVWDV 'DGR TXH HVWH PDQXDO HVWi GLULJLGR D FXEULU OD GRFHQFLD WDQWR HQ DVLJQDWXUDV UHODFLRQDGDV FRQ ODV RSHUDFLRQHV EiVLFDV FRPR HQ DVLJQDWXUDV GH VLPXODFLyQ \ FRQWURO GH SURFHVRV VH HVWLPD TXH HO DQiOLVLV WHyULFR SUHYLR GH OD RSHUDFLyQ XQLWDULD GHEH LU XQLGD DO GHVDUUROOR GHO FRQWHQLGR SUiFWLFR 3DUD XQ WUDWDPLHQWR PiV H[KDXVWLYR GH HVWD RSHUDFLyQ XQLWDULD VH HPSOD]D DO OHFWRU D OD FRQVXOWD GH ORV DEXQGDQWHV WH[WRV DFDGpPLFRV H[LVWHQWHV TXH WUDWDQ HVWH WHPD /D VHJXQGD SDUWH GHO PDQXDO FRQVWD GH FDStWXORV FDStWXORV D GRQGH VH DERUGD OD GHVFULSFLyQ \ DVSHFWRV PiV LPSRUWDQWHV GH OD SODQWD SLORWR \ XQ FRQMXQWR GH SUiFWLFDV GLVHxDGDV SDUD VHU GHVDUUROODGDV HPSOHDQGR
Juan José Santana RodrÃguez y Vicente Mena González
GLFKD SODQWD SLORWR VWD FRQVLVWH HQ XQ VLVWHPD GH HYDSRUDFLyQ GH WUHV HIHFWRV TXH SHUPLWHQ WUDEDMDU HQ GLVWLQWDV FRQILJXUDFLRQHV FRQ XQ VROR HIHFWR FRQ GRV HIHFWRV \ FRQ WUHV HIHFWRV FRQHFWDGRV D VX YH] GH GLVWLQWDV IRUPDV FRPR VH YHUi HQ HO FDStWXOR SHUWLQHQWH /D SODQWD SLORWR GHVFULWD HQ ODV SUiFWLFDV FRUUHVSRQGH FRQ XQD DGTXLULGD D OD FDVD (GLERQ OD FXDO YLHQH GRWDGD FRQ VLVWHPD GH FRQWURO SRU VRIWZDUH SRU OR TXH HO DEDQLFR GH SUiFWLFDV DEDUFD QR VyOR HO DQiOLVLV GH ORV SURFHVRV GH HYDSRUDFLyQ GHVGH HO SXQWR GH YLVWD SUiFWLFR VLQR WDPELpQ DQDOL]DU DVSHFWRV UHODFLRQDGRV FRQ OD FDOLEUDFLyQ GH LQVWUXPHQWDFLyQ GH PHGLGD DVt FRPR DQDOL]DU VLVWHPDV GH FRQWURO GH SURFHVRV