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SOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE
    INTERCAMBIADORES DE CONTRAFLUJO,
        PARALELO Y ENCHAQUETADO




 García Fabián Claudia Yessenia
 Méndez Hernández Pamela

 Mendivil Ruiz José Carlos
SE PLANEA ENFRIAR UNA CORRIENTE CONTINUA DE
SÓLIDOS CALIENTES DESDE 820 C HASTA 220 C CON
GAS FRIO A 20 C EN LECHOS FLUIDIZADOS POR
ETAPAS CON FLUJO EN CONTRA CORRIENTE

   (A) Determine el numero de etapas necesarias
    para bajar la temperatura

   (B) Encuéntrese la temperatura de las corrientes
    que circulan por el intercambio
(A) DETERMINE        EL NUMERO DE ETAPAS NECESARIAS PARA BAJAR LA
TEMPERATURA VÉASE EN EL ESQUEMA ADJUNTO



   En este problema se ajustaron los caudales de gas y de sólidos calientes
    de modo que se obtenga la misma utilización térmica para las dos
    corrientes
   Donde     y     son los caudales de sólidos calientes y de gases
formula de caudal de sólidos calientes y de gases
               ns      ng      Por lo tanto



               Ts            T 2 T1
    ns
             Ts max          T3 T2
                Tg           T 2 T1
    ng
             Tg max          T3 T2                ns        ng
A PARTIR DE LA INFORMACIÓN DADA DE LA CORRIENTE DE SÓLIDOS CALIENTES.
SE DETERMINARA EL NUMERO DE ETAPAS NECESARIAS PARA BAJAR O ENFRIAR
SÓLIDOS CALIENTES

   Sabiendo que la formula del caudal
                                              Por lo tanto

            T                                  ns      ng
 ns
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         20 820                                ng    0.75
 ns     0.75
PARA IGUAL UTILIZACIÓN TÉRMICA DE CAUDALES SE UTILIZA LA
ECUACIÓN (14.7) LIBRO( LENSPIEND PAG 295 )

   Donde se efectúa un despeje del caudal de sólidos calientes ya que lo que
    se busca es como planear enfriar una corriente caliente de 820 c hasta una
    temperatura de 220 c donde N es el numero de etapas que se necesita
    para enfriar.
                          Despeje

                               0.7 5( N                1)          N
                               0.7 5N                 0.7 5             N
          N
    ns                         0.7 5N                 0.7 5            0
         N 1
                                                   0.7 5
                                     N                                     3
                                                    0.2 5
                                N          3
POR LO TANTO EL NUMERO DE COLUMNAS PARA
ENFRIAR LOS SÓLIDOS CALENTADOS ES DE 3
(B) ENCUENTRE LA TEMPERATURA DE LAS CORRIENTES
QUE CIRCULAN POR EL INTERCAMBIADOR

   Sabiendo que   ns    ng    por lo tanto
ng    ns                      (T1 TETPf )
                        ng
ng    0.75                     Ts TETPF

           Tg                  (T1 20 c)
ng                      0.75
        Tg max               (820 c 20 c)
                        0.75(820 20)( c) T1 20 C
                        0.75(800 c) T1 20 c
                        600 c 20 c T1
                        T1    620 c
PARA ENCONTRAR LAS SIGUIENTES TEMPERATURAS SE UTILIZÓ LA
SIGUIENTE ECUACIÓN PARA LECHOS (LEVENSPIED PAG.295)

 Lecho 1 : T1-Ts=Ǿ(T2-T1)
 Lecho 2 : T2-T1=Ǿ(T3-T2)



   Sustitución del lecho 1
 (620 820)( c) 1(T2 620)
     200 c T2 620 c
     200 c 620 c T2
 T2    420 c
SUSTITUCIÓN DE LECHO 2
(420 620)( c) 1(T 3 420)
 200 c T3 420 c
 200 c 420 c T3
T3   220 c
Se enfría aceite con un calor especifico de 2.0
KJ/KgK, de 110 a 75 C mediante un flujo de agua en
un intercambiador de flujo-paralelo. El agua fluye a la
tasa de 70 Kg/min y se calienta de 35 a 70 C. Se
estima que el coeficiente de transferencia calorífica
total es de 0.32 KW/m²K. Se requiere encontrar el
efecto sobre las temperaturas de salida del aceite y
del agua si la tasa de flujo del agua desciende a 50
Kg/min a la misma tasa de flujo del aceite.
NUT=numero de unidades de transferencia
C= Capacidad calorífica
U=Coeficiente de transferencia calorífica
mc=Tasa de capacidad
Q= Tasa de transf. de calor
Datos
CA   2.0kJ / kg K            
                             m 70kg / min
TA   110 a 75 C              TW 35 a 70 C
                            U 0.32KW / m 2 .K
                            
                            m 50kg / min
La nueva tasa de flujo calorífico es
Y la temperatura del aceite es
Intercambiadores de tubo y coraza
Arreglo en cuadro
Problema:

   43,800 lb/hr de un             El haz de tubos esta arreglado
queroseno de 42 grados API        para 4 pasos y los deflectores
salen del fondo de la columna     están espaciados 5plg.
de destilación a 390 grados F y   Sera adecuado el
deben enfriarse a 200 grados F,   intercambiador?
mediante 149,000 lb/hr de un      Cual es el factor de
aceite crudo de 34 grados API     obstrucción?
que viene del tanque de
almacenamiento a 100 grados
F y se calienta a 170 grados F.

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  • 1. SOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE INTERCAMBIADORES DE CONTRAFLUJO, PARALELO Y ENCHAQUETADO  García Fabián Claudia Yessenia  Méndez Hernández Pamela  Mendivil Ruiz José Carlos
  • 2. SE PLANEA ENFRIAR UNA CORRIENTE CONTINUA DE SÓLIDOS CALIENTES DESDE 820 C HASTA 220 C CON GAS FRIO A 20 C EN LECHOS FLUIDIZADOS POR ETAPAS CON FLUJO EN CONTRA CORRIENTE  (A) Determine el numero de etapas necesarias para bajar la temperatura  (B) Encuéntrese la temperatura de las corrientes que circulan por el intercambio
  • 3. (A) DETERMINE EL NUMERO DE ETAPAS NECESARIAS PARA BAJAR LA TEMPERATURA VÉASE EN EL ESQUEMA ADJUNTO  En este problema se ajustaron los caudales de gas y de sólidos calientes de modo que se obtenga la misma utilización térmica para las dos corrientes  Donde y son los caudales de sólidos calientes y de gases formula de caudal de sólidos calientes y de gases ns ng Por lo tanto Ts T 2 T1 ns Ts max T3 T2 Tg T 2 T1 ng Tg max T3 T2 ns ng
  • 4. A PARTIR DE LA INFORMACIÓN DADA DE LA CORRIENTE DE SÓLIDOS CALIENTES. SE DETERMINARA EL NUMERO DE ETAPAS NECESARIAS PARA BAJAR O ENFRIAR SÓLIDOS CALIENTES  Sabiendo que la formula del caudal Por lo tanto T ns ng ns T max 220 820 ns 0.75 ns 0.75 20 820 ng 0.75 ns 0.75
  • 5. PARA IGUAL UTILIZACIÓN TÉRMICA DE CAUDALES SE UTILIZA LA ECUACIÓN (14.7) LIBRO( LENSPIEND PAG 295 )  Donde se efectúa un despeje del caudal de sólidos calientes ya que lo que se busca es como planear enfriar una corriente caliente de 820 c hasta una temperatura de 220 c donde N es el numero de etapas que se necesita para enfriar.  Despeje 0.7 5( N 1) N 0.7 5N 0.7 5 N N ns 0.7 5N 0.7 5 0 N 1 0.7 5 N 3 0.2 5 N 3
  • 6. POR LO TANTO EL NUMERO DE COLUMNAS PARA ENFRIAR LOS SÓLIDOS CALENTADOS ES DE 3
  • 7. (B) ENCUENTRE LA TEMPERATURA DE LAS CORRIENTES QUE CIRCULAN POR EL INTERCAMBIADOR  Sabiendo que ns ng por lo tanto ng ns (T1 TETPf ) ng ng 0.75 Ts TETPF  Tg (T1 20 c) ng 0.75 Tg max (820 c 20 c) 0.75(820 20)( c) T1 20 C 0.75(800 c) T1 20 c 600 c 20 c T1 T1 620 c
  • 8. PARA ENCONTRAR LAS SIGUIENTES TEMPERATURAS SE UTILIZÓ LA SIGUIENTE ECUACIÓN PARA LECHOS (LEVENSPIED PAG.295)  Lecho 1 : T1-Ts=Ǿ(T2-T1)  Lecho 2 : T2-T1=Ǿ(T3-T2)  Sustitución del lecho 1 (620 820)( c) 1(T2 620) 200 c T2 620 c 200 c 620 c T2 T2 420 c
  • 9. SUSTITUCIÓN DE LECHO 2 (420 620)( c) 1(T 3 420) 200 c T3 420 c 200 c 420 c T3 T3 220 c
  • 10. Se enfría aceite con un calor especifico de 2.0 KJ/KgK, de 110 a 75 C mediante un flujo de agua en un intercambiador de flujo-paralelo. El agua fluye a la tasa de 70 Kg/min y se calienta de 35 a 70 C. Se estima que el coeficiente de transferencia calorífica total es de 0.32 KW/m²K. Se requiere encontrar el efecto sobre las temperaturas de salida del aceite y del agua si la tasa de flujo del agua desciende a 50 Kg/min a la misma tasa de flujo del aceite.
  • 11. NUT=numero de unidades de transferencia C= Capacidad calorífica U=Coeficiente de transferencia calorífica mc=Tasa de capacidad Q= Tasa de transf. de calor
  • 12. Datos CA 2.0kJ / kg K  m 70kg / min TA 110 a 75 C TW 35 a 70 C U 0.32KW / m 2 .K  m 50kg / min
  • 13.
  • 14.
  • 15. La nueva tasa de flujo calorífico es
  • 16. Y la temperatura del aceite es
  • 19. Problema: 43,800 lb/hr de un El haz de tubos esta arreglado queroseno de 42 grados API para 4 pasos y los deflectores salen del fondo de la columna están espaciados 5plg. de destilación a 390 grados F y Sera adecuado el deben enfriarse a 200 grados F, intercambiador? mediante 149,000 lb/hr de un Cual es el factor de aceite crudo de 34 grados API obstrucción? que viene del tanque de almacenamiento a 100 grados F y se calienta a 170 grados F.