Calentamiento directo por vapor, ¿cómo calcular el tiempo de calentamiento?

En “Principios de Química Industrial” se presenta información sobre la transferencia de masa y calor que ocurre cuando el gas y el líquido entran en contacto directo. Por lo general, en su interior el gas y el líquido se enfrian mutuamente mediante la circulación en una torre de enfriamiento; luego, se calcula la altura adecuada de la torre a partir de cálculos realizados en sus diferentes secciones. Ahora, el líquido se encuentra dentro del recipiente, y el vapor entra en él a través de los orificios en la parte inferior del tanque, lo que permite calentarlo directamente. Se desea saber cuánto tiempo tarda el material dentro del tanque en alcanzar el nivel de calor deseado. ¿Se puede utilizar directamente el parámetro de tiempo en lugar del parámetro de altura de la torre para introducirlo en el sistema de ecuaciones de transferencia de calor y masa?

Si hay agitación, en teoría, este tiempo depende del tiempo que se necesita para introducir la cantidad necesaria de vapor caliente. Si se pueden introducir 300 kg de vapor en 1 segundo, entonces el tiempo de calentamiento será de 1 segundo.

La velocidad de transferencia de masa y calor entre el líquido y el vapor en el recipiente está relacionada con la temperatura de la solución. Cuanto mayor sea la diferencia entre el vapor saturado que se introduce y la presión parcial de vapor a la temperatura del líquido, más rápida será la transferencia de calor. Es como si pudieras comer 1 kg de comida: no se puede decir que, en un segundo, puedas comer ese 1 kg y terminarlo al instante. Eso depende de la velocidad a la que comes; cuanto más comes, más lenta será tu velocidad de consumo. Al introducir vapor en el agua, esta absorbe una cierta cantidad de calor durante un tiempo determinado; el exceso se expulsa fuera del recipiente junto con los gases.