Unidad 3 - Torres de platos

Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Torres de Platos
Facultad de Ingenieria - UBA
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Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Torres de Platos
• Tipos de Platos
• Capuchas
• Válvulas
• Perforados
• Patrón de Flujo: cruzado.
• Los platos pueden ser de más de un paso (hasta 4) según el
diámetro de la torre.
• Materiales: en general de acero inoxidable u otros materiales
resistentes a la corrosión y abrasión, también los hay de acero al
carbono.
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Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
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Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Capucha
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Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Válvula en
Jaula
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Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Válvula
Flotante
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Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Válvula Fija
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Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
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Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
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Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Operación Satisfactoria
Se diseña para
inundación por
arrastre y se verifica el
resto de los límites
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Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Operación Satisfactoria
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Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Diseño (flujo cruzado simple)
Definiciones:
Lw
At: área de la sección
transversal total de la columna
 D2 

At  
 4 
Aa: área activa
Ad: área de un conducto
descendente (bajante)=1012%An
At = Aa + 2Ad
An: área neta para flujo de vapor
An = AFacutad
a + deAIngenieria
d = A- UBA
t – Ad
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Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Diseño (cont.)
Ah: área de los orificios o perforaciones
d02
Ah  n perforaciones ( )
4
área perforación Ah


área activa
Aa
t: espaciado entre platos (depende del diámetro, generalmente
hasta 1,5 m se usa 18”. 24” es lo más común para torres mayores.
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Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Diseño (cont.)
• Arrastre:
• Se determina un Unf (velocidad neta de inundación),
utilizando gráficas o correlaciones para obtener el
factor de capacidad (Csb).
 Un= 0,7-0,8
Unf
 An= Qgas/Un
•
•
•
•
Sistemas no espumosos
hw<0,15 t
Ah/Aa>=0,1
1/8”<dh<=0,5”
 Se determina el
Nh=Ah/Ao
 Se propone un Lay Out
tomando distancias entre
orificios de 2,5 a 4 dh
 Se adopta Lw/D=0,6-0,8
 e/dh=0,4-0,7 (e: espesor
de plato)
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Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Diseño (cont.):
• Inundación por bajante
hdc  ht  hw  how  hda  hhg
hdc
hda
hdc: altura del líquido en el bajante
ht: caída total de presión a través del plato
hw: altura del vertedero en la salida del plato
how: altura de la cresta sobre el vertedero
hda: pérdida de carga debido al flujo del líquido
hhg: gradiente de altura del líquido a través del
plato
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Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Diseño (cont.):
• Inundación por bajante
hdc  ht  hw  how  hda  hhg
 q 
how  664 
 Lw 
2/3


* Fw hda  165,2 q 
2
 Ada w 
Ada: área bajo el conducto
q: flujo del líquido (m3/s)
Lw: longitud del vertedero (m)
ht  hd  h  hd   (hw  how  1 / 2hhg )
´
L
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hhg= dato de
fabricante
(válvulas y
capuchas), en
general para
platos de
orificios es 0.
hl: altura de liquido
claro.
B=factor de aeración
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Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Diseño (cont.):
• Inundación por bajante
• Factor de Corrección para how
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Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Diseño (cont.):
• Inundación por bajante (determinación de ht)
ht  hd  hL´  hd   (hw  how  1 / 2hhg )
• Factor de Aireación
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Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Diseño (cont.):
• Inundación por bajante (determinación de ht)
ht  hd  hL´  hd   (hw  how  1 / 2hhg )
• hd_= pérdida de carga en el plato seco. Depende del tipo de
planto y es función de Uh (velocidad de gas en el orificio).
hd: caída de presión a través del agujero del plato
G 2
hd  K 1  K 2
Uh
L
K1, K2 surgen de correlaciones dependiendo del
tipo de plato o de datos de fabricante
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velocidad del
gas a través
de las
perforaciones
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Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Diseño (cont.):
• Inundación por bajante
Ya tenemos todos los términos de la ecuación de hdc
hdc  ht  hw  how  hda  hhg
Se requiere que la altura de líquido en el downcomer sea menor a t
(espaciamiento entre platos), pero atención el líquido en el conducto
de bajada puede contener espuma entonces se debe corregir hdc.|
 Factor de espuma, depende
del sistema. Sale de
correlaciones y gráficos. (0,5
para cálculos prelim.)
h´dc  hdc / 
h´dc  t
El plato no se inunda
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Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Diseño (cont.):
• Verificación del lagrimeo
h´  409( / L * dh) σ  tensión superficial
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Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Diseño (cont.):
• Verificación de arrastre fraccionario
  0,1
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