Diseño De Intercambiador

Nombres: Daniela Cortés Fecha: viernes 09 marzo 2012 Ayudante: Daniel Ellwanger

Sofía soto

Informe de Diseño de Intercambiadores de Calor.

Ejercicio 1.

60.000 lb/h de una solución de NaCl al 25% se enfría de 150 a 100 °F, usando para este efecto agua con una temperatura de entrada de 80 °F. Los factores de obstrucción (ensuciamiento) son de 0,0015 y 0,0025 por los tubos y la coraza, respectivamente. La caída de presión permisible es de 10 lb/in2.Diseñe un intercambiador de calor que permita realizar este proceso.

Balance de materia para obtener el flujo del agua fría

Q=mcp(t2-t1)

F=Q/(MCp(T1-T2)

F= 136.667 [lb/h]

Calculo ΔTT.deC

R=(T1-T2)/(t2-t1) S=(t2-t1)/(T1-T2) LMTD=(ΔTcal-ΔTfrio)/ln⁡(ΔTcal/ΔTfrio) ΔTt.deC=Ft*LMTD

Intercambiador

R 0,36

S 0,714

LMTD[F] 33,5

Ft 0,86

ΔTT.deC [F] 28,8

Se escoge los siguientes datos de un intercambiador, los cuales se pueden ir modificando para que cumpla con los requisitos esperados:

D I Coraza Pulg 31

Arreglo - - Cuadrado

Diam Tubo Interno Pulg - 0,81

Diam TuboExterno Pulg - 1

BWG - - 13

Separación Baffles Pulg 8 -

Nº de Tubos - - 380

Nº de Pasos - - 4

Pt Pulg - 1,25

C´ Pulg - 0,25

Se calculo lo siguiente para el equipo

Dequivalente Pulg 0,9894 -

Área de Flujo pie 2 0,3444 0,340

flujo masico lb/ h pie 2 396774,19 176494,11

Velocidad pie/seg 1,77 2,661

Nº de Cruces - 12 -

Largo tubos Pie - 8

Área Disponible pie 2 795,9 -

Nº Reynolds - 18025 15147

Transferencia de calor

Nusselt - 135,8 118,4

Coef. T. de Calor BTU/h pie2 F 586 579

Coef. T. de Calor Kcal/h m2 C 2862 2826

Coef. T. de Calor Corrg. BTU/h pie2 F 586 469

Coef. T. de Calor Corrg. Kcal/h m2 C 2862 2289

Coef. De Ensuc. - 0,0025 0,0015

U BTU/h pie2 F 127,57 -

Luego se calcula el área disponible

A=Q/(U ΔTT.deC)

Arequerida ft2 670

Adisponible ft2 796

% Sobredimensionamiento % 16%

Y se comprara con el área requerida, de esto se espera obtener una sobredimensión a lo menos del 10%

También hay que fijarse que las velocidades no sobrepasen los 3[pies/s]

Y el Ft tiene que ser mayor que 0,75, pues bajo de este numero el cálculo grafico se hace ineficiente

Para el cálculo de la presión se tiene que:

Diferencia de Presión

f - 0,00200 0,0003

Flujo Masico lb/ h pie 2 396774 176494

DP Flujo Psi 2,2678 0,071868

DP pasos Psi - 1,479961

DP Total Psi 2,26778 1,5518286

La presión tanto del tubo como la coraza no tiene que sobrepasar los 10 psia.

Para mayor información de cómo se obtuvo los datos del intercambiador, ver anexos del Excel bonus 1.

Ejercicio 2.

62.000 lb/h de kerosene 42° API se enfrían de 425 a 304 °F por calentamiento de 27.200 lb/h de un destilado de 35° API con una temperatura de entrada de 100 °F. Se dispone para este servicio de intercambiadores de 15 ¼ [in] DI, 108 tubos de ¾ DE, 16 BWG, 16 [ft] de largo, arreglados en seis pasos. Los deflectores están

...