proyecto de transferencia

FLUJO CALIENTE: Heptano liquido a 35 bar de presión, flujo de 50 kg/s que será enfriado desde una temperatura de entrada a 113 *C a un tanque de almacenamiento. No hay contaminación. REFRIGERANTE: agua bien tratada desde una torre de enfriamiento a 27 *C en verano y 17 *C en invierno la temperatura de salida no excederá 50 *C emplear una resistencia a la contaminación de .00018 m²K/w. Sobre diseñar un 25 % de superficie. Mantener una velocidad del flujo de 1.5 m/s como minimo y 3.0 m/s como máximo para preveni erosion. Para una caída de presión de 100 KPa existe una tolerancia de 10 % .
ESPECIFICACIONES DE LA CONSTRUCCION: Se requiere una longitud máxima de los tubos de 10 m los cuales serán de una aleación de Cr en posición horizontal con arreglo multitubular simple.
TIPO DE INTERCAMBIADORES DE CALOR Y LOCALIZACION DEL FLUIDO: debido que el heptano esta a alta presión se requiere una costruccion de concha y tubo, el agua se colara a ¾ in en tubos rectos para limpieza.

FLUJO CALIENTE: heptano REFRIGERANTE: agua
P= 35 bar Ts = 50 *C
Fm= 50 kg/s R= .00018 m²K/w.
Te = 113 *C T ver. = 27 *C
Ts = 38 *C T inv.= 17 *C
Calor especifico= 2.24 KJ/kg*C

Motodo LMTD
Q= UAsF∆Tm
Q= (50 kg/s)(2.24 KJ/kg*K)(113 – 38 *K) = 8400 KW

LMTD= 63 – 38/ln(63/38) = 49.45 *C

P= (50-22)/(113-22) = .3
R=(113-38)/(50-22) = 2.6
F= .92
Nota.- el valor de F se saco de la grafica de comparación de P y R . (tabla pag. 23).
Agua----------------------------------------.00014
Agua tratada------------------------------.00018
Heptano------------------------------------.00072
.00104 m²K/w

U= 1/.00104= 961.53 w/ m²K

As= 8400 X 10³ W/(961.53)(.92)(49.45) = 192.027 m²

At= Лdl = Л (.019)(10) =.596 m²
Ntubos= As/At = 192.02/.596= 322.1 tubos
Ds = √(.87/2.5)(192.02/10)(1.27²)(.019) = .452 m

Gasto 4500 gal/min, presión de descarga 200 psi, tubería de PVC, remplazar la bomba calculada por 2 equivalentes operando en serie, fluido a bombear: fluido hidráulico SAE 10, utilizar todas las variables de la ecuación de Bernoulli en las 3 dimensiones, calcular la eficiencia de la bomba el diámetro mas económico para la tubería y utilizar al menos 10 accesorios.
SISTEMA DISEÑADO CO ACCESORIO Y BOMBA
Se calculara con diámetro de 2 in y después se sacara su diámetro económico
2 in = .172 ft
A = Л(.172)²/4 = .023 ft
Q= 4500 gal/min = 10 ft³/seg
V= 10/.023 = 434.78 ft/seg
.εPVC= .000005 ft
P= 200 psi = 28800 lb/ft²
PERDIDAS PRO FRICCION EN TUBERIAS Y ACCESORIOS
v²/2g= 2935.3
No. Re. = ((.172)(434.78))/.0036 = 20772.8

.f= .25/ (log(.000005/.172)/3.7)+(5.74/20772.8))² = .25/25.99 = .0096
PERD. EN TUBERIAS
Perd. En tuberías = 2935.3(.096)(55.16 ft/.172)= 9036.91 ft
PERD. EN CODOS DE 90
Perd. = 2935.3(.0096)(32)(3)= 2705.17 ft
PERD. EN CODOS DE 45
Perd =2935.3(.0096)(15)(2)= 845.36 ft

PERD. EN VALVULA DE MARIPOSA
Perd. =2935.3(45)(.0096)= 1268 ft
PERD. EN VALVULA CHECK
Perd. = 2935.3(50)(.0096) = 1408.94 ft
PERD. EN LA ¨T¨
Perd. = 2935.3(20)(.0096) = 563.57 ft

Perdidas totales= 15827.99 ft

SUSTITUYENDO EN LA ECUACION DE BERNOULLI
(28,800/.91(62.4)) + 19.68 + 2935.3 + 15827.99= wf
Wf = 19290.15ft
Fm= Qρ = 10 x .91 x 62.4 = 567.84 lb/seg

Potencia de la bomba = (19290.15/.85)x 567.84 = 12.8 x 10⁶/550= 23272.72 HP
D económico = .5873 ((12/24)∙²⁵ √10 = 1.56 ft