El documento describe un problema de diseño de intercambiador de calor de tubo y coraza para enfriar queroseno y calentar aceite crudo. Se proporcionan las tasas de flujo, capacidades caloríficas, temperaturas de entrada y salida de ambas corrientes. Se pregunta si el arreglo actual de 4 pasos con deflectores cada 5 pulgadas será adecuado y cuál será el factor de obstrucción.

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

15. La nueva tasa de flujo calorífico es

16. Y la temperatura del aceite es

17. Intercambiadores de tubo y coraza

18. Arreglo en cuadro

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.