CAPACIDAD Y ECONOMA EN UN MLTIPLE EFECTOSe define la capacidad de un evaporador como la cantidad de lquido evaporado en la unidad de tiempo. Como la entalpa de vaporizacin es practicamente constante en el rango de presiones utilizado, existe una proporcionalidad entre la cantidad de lquido evaporado y la cantidad de calor transmitido.En un evaporador de tres efectos con la misma superficie de calefaccin en cada uno de ellos y con el coeficiente global medio de transmisin del calor,UM, para los mismos, la cantidad de calor total transmitida en la unidad de tiempo es:

En un evaporador simple con la misma superficie de calefaccin, A, un coeficiente global de transmisin de calor U = UM, y una diferencia de temperatura igual a la diferencia de temperatura total en el triple efecto, la capacidad es:Por lo tanto, en un evaporador de efectos mltiples, la capacidad es la misma que en uno de efecto simple que tenga el mismo coeficiente global, la misma superficie de calefaccin que una de las unidades del efecto mltiple y que opere con una diferencia de temperatura igual a la diferencia total de temperatura con la que opera el sistema de mltiple efecto. Por tanto, la capacidad por metro cuadrado de superficie en un evaporador de N efectos es aproximadamente igual a 1/N veces la capacidad del evaporador de efecto simple.En cambio, en el sistema de mltiple efecto se consigue una gran economa, pues, dado que la variacin de la entalpa de vaporizacin al pasar de un efecto a otro es muy pequea, cuando se condensa 1 kg de vapor de calefaccin se vaporiza en la disolucin hirviente aproximadamente un kg de agua, y as, aumenta la economa N veces.La capacidad de estos sistemas tambin se ve reducida por la elevacin del punto de ebullicin de la disolucin, pero no as la economa, ya que sta depende del balance de energa en cada efecto y no de la velocidad de transmisin del calor. Segn se ha visto, la economa depende de la temperatura de la alimentacin y de las entalpas de vaporizacin en cada efecto.La eleccin del nmero de efectos est determinada por el costo mnimo de la instalacin que hace posible resolver el problema planteado.

Fig. 10.9. Modelos de flujo del lquido en evaporadores de mltiple efecto: a) alimentacin directa; b) alimentacin inversa; c) alimentacin mixta; d) alimentacin paralela.Corriente de solucin (o licor). _______ Corrientes de vapor de calentamiento y de vapor condensado (Fuente: McCabe et al., 2002, pp.533).ECONOMA DE UN EVAPORADOR SIMPLEEl principal factor que afecta a la economa de un sistema de evaporacin es el nmero de efectos. Mediante un diseo adecuado, la entalpa del vapor vivo que llega al primer efecto se puede utilizar una o ms veces, dependiendo del nmero de efectos de que conste el evaporador.La economa tambin depende de latemperatura de la alimentacin.Si dicha temperatura es inferior a la de ebullicin en el primer efecto, una parte de la entalpa de vaporizacin del vapor vivo se utiliza para calentar la alimentacin y solamente queda la fraccin restante para vaporizacin. Si la alimentacin est a una temperatura superior a la de ebullicin, la vaporizacin sbita que se produce proporciona una evaporacin adicional sobre la originada por la entalpa de vaporizacin del vapor vivo.Desde el punto de vista cuantitativo, ambas, economa y capacidad de un evaporador simple, se calculan mediante los balances de materia y energa, y la ecuacin de velocidad de flujo de calor.CAPACIDAD DE EVAPORACINLas principales caractersticas de funcionamiento de un evaporador tubular calentado con vapor de agua son la capacidad y la economa.La capacidadse define como el nmero de kg de agua vaporizados por hora, (), y depende de la velocidad de transmisin de calor,. Laeconomaes el nmero de kilogramos vaporizados por kilogramo de vapor vivo que entra como calefactor en la unidad,,y depende del balance de energa, no de la velocidad de transmisin del calor.En un evaporador de simple efecto la economa es casi siempre inferior a la unidad, (o prxima), pero en los aparatos de mltiple efecto puede ser bastante mayor.De ellos dos se obtiene elconsumo de vapor, (kg/h), que es igual a la capacidad dividida por la economa.LA CAPACIDAD DEL EVAPORADOR depende, por tanto, de la velocidad de transmisin de calor, la cual vendr dada por la expresin:; al ser mayormayor ser la capacidad.Vamos a detenernos en los factores implicados::Es la diferencia entre la temperatura del vapor de calefaccin y la temperatura de ebullicin de la disolucin. Es la fuerza impulsora para la transmisn del calor. Fijmonos en latemperatura de la alimentacin:Si sta es inferior a la temperatura de ebullicin, (alimentacin fra), la capacidad se reduce considerablemente puesto que parte del calor se utiliza en calentarla, y no produce vapor. Si entra en su punto de ebullicin todo el calor se invierte en evaporar, y si entra a una temperatura superior a la de ebullicin, una parte de ella se transforma espontneamente en vapor, siendo en este caso la capacidad superior a la que corresponde al valor de, ("evaporacin flash").De todos modos, a la hora de resolver los problemas, se pone en ella temperatura de ebullicin de la disolucin aunque no sea igual aTF. Esto es as porque, normalmente, es mucho ms importante el calor intercambiado durante el proceso de evaporacin, (en el que la temperatura permanece constante), que el invertido en calentar la alimentacin.En cuanto a la temperatura del medio calefactor, vapor de agua, hay que hacer las siguientes consideraciones: Si el vapor de agua utilizado es saturado y seco y sale del evaporador como agua lquida saturada, su temperatura permanece constante en el proceso, y es la que se pone en el. En cambio, esa temperatura es variable si el vapor entra como sobrecalentado o sale como lquido subenfrado. Sin embargo, al igual que sucede con el calentamiento de la alimentacin, en cualquier caso es mucho mayor el calor intercambiado cuando el vapor condensa, ( T = cte), que el que se transmite cuando pierde el sobrecalentamiento, (T variable), o cuando el lquido se subenfra.Por tanto, la temperatura que se toma para eles, en todos los casos, la del vapor saturado a la presin considerada, independientemente de la temperatura real de entrada del vapor o de salida del condensado.