Diseño de un Condensador Mixto.

Anuncio
Escuela
Superior
de
Ingeniería Química
e Industrias
Extractivas
Diseño de un Condensador Mixto.
T
E
Q ue
S
r
e
A N TO N IO
MEXICO,
D. F.
S
para obtener el título de:
INGENIERO
p
I
QUIMICO
s
e
INDUSTRIAL
n
VELA ZQ U EZ
196 2
t
a
:
RAM IREZ
Con todo cariño a mis papacitos
y mis hermanos
ITIi agradecimiento
Sr Ing. ITlario H. moreno G.
Al Sr Ing
Jesús Hulla Galinzoaga
—2—
CAPITULO
I.-
C A PI T U L O II .-
Int ro d u c c i ó n .
C á l c u l o del equipo.
a) C o n s i d e r a c i o n e s .
b)
Coeficientes
t e ó r i c o s obteni dos .
c) Cál c u l o y d i s t r i b u c i ó n d el
agua.
C A P I T U L O I II . / D i s e ñ o del equipo.
a) C o n s i d e r a c i o n e s .
b)
D e s c r i p c i ó n y manejo.
c) R e n d i m i e n t o comparat ivo .
C A P I T U L O I V.-
B a l a n c e térmico.
a) C o e f i c i e n t e s p r á c t i c o s obt e n i d o s .
b)
C A PI T U L O
V.-
G rad o de s a t u r a c i ó n del aire.
B a l a n c e económico.
a) C ost o del c o n d e n s a d o r .
B) V a l o r com para tiv o.
CAPITULO VI.-
O b s e r v a c i o n e s y Conc lus ion es.
-3 -
C A P T I Ü L O
INTRODUCCION
I
-4 -
Habiéndose presentado
la n e c e s i d a d de a m p l i a r
u n a p l a n t a de f o r m a l d e h i d o p o r r a zo n e s de e x t e n s i ó n
en el m e r c a d o de d i cho pro duc to,
así como de su
a p l i c a c i ó n como m a t e r i a p r i m a en la e l a b o r a c i ó n d d
ot r o pr o d u c t o ,
dicha plan ta lo cal izada actualmente
en S a n C r is t ó b a l Ecatepec,
su f r i ó m o d i f i c a c i o n e s
re a tamaño,
ci o n e s
Edo.
de Mé x i c o n o solo
su e q u ip o en lo que se r e f i e
sino que se h i c i e r o n al gunas m o d i f i c a
en su forma.
El p r e s e n t e
trabajo
t r a t a s o b r e las m o d i f i c a ­
ci o n e s que se h i c i e r o n en los c o n d e n s a d o r e s ,
su­
p l i e n d o los que se us a b a n c o n o c i d o s c o n el n o m b r e
de a c u o t u b u l a r e s
en d onde se e m p l e a como m e d i o de
c o n d e n s a c i ó n el agua,
por o tros
en d o n d e el m e d i o
de c o n d e n s a c i ó n es u n a m e z c l a de a g u a y aire p o r
lo que se les d e n om inó
" C o n d e ns a d o r e s mix tos ".
A continuación hacemos un a breve descripción
del p r o c e s o
s eguido en la e l a b o r a c i ó n del
h i d o p a r a p o d e r darnos u n a i d e a del
r r o l l a d o p o r estos
formald£
trabajo d e s a ­
"Co nde n s a d o r e s mixtos.
S o n dos los mét odo s c o n o c i d o s y a p lic ado s en
dicho proceso,
cc ntándo en ambos como m a t e r i a pri-
-5-
m a el aire y el alcohol me t í l i c o .
a) U n o de tales m é t o d o s
es t ra b a j a n d o c o n u n
ex c e s o de aire.
b)
m et ano l,
El otr o m é t o d o es u t i l i z a n d o u n e x c e s o de
o s ea alc o h o l m e t íli co.
El m é t o d o u t i l i z a d o p o r n o s o t r o s
ciso
(b), o s e a co n ex ceso de m e t a n o l ,
es el del in
y el p r o c e ­
so que se s ig u e en la p l a n t a es el que se p r e s e n t a
a c o n t i n u a c i ó n de acu e r d o c o n el s i g u i e n t e
diagra­
m a de fl u j o s que m u e s t r a a d e m á a la c o l o c a c i ó n de
todo el e q u i p o
que c o m p r e n d e d e s d e el t a n q u e de al
m a c e n e m i e n t o de l a m a t e r i a p r i m a h a s t a el t a n q u e
de a l m a c e n a m i e n t o del p ro d u c t o y a elaborado.
V e r diagrama.
MEHANO
evaporador
Reactor
Condensador
Mixto
a i r e ----
METANOL
AGUA
FORMOL
GASES
’T7??/ V'/Y/ V7F777
D es p u é s de h a b e r o b s e r v a d o
jos n o s damos c u e n t a que
el D i a g r a m a de F l u
el m e t a n o l
es i m pul sad o
p o r m e d i o de u n a b o m b a c e n t r í f u g a a u n tanque de
almacenamiento colocado
r r e fr a c c i o n a d o r a .
porador
en l a p a r t e
alta de l a to­
De ahí cae p o r g r a v e d a d a u n e v a
en donde se m e z c l a c o n el aire, pr e v i o p a s o
de este ú lt i m o p o r u n a t or re
l a v a d o r a e m p a ca d a do n
de se le qu i t a n todas la i m p u r e z a s
v a r d i cho
que p u eda l l e ­
aire.
L a m e z c l a m e t a n o l - a i r e r e a l i z a d a en el e v a p o r a
d o r p a s a a los r ea c t o r e s
d o n d e se e f e c t ú a la r e a c c i ó n
c a t a l í t i c a siguiente:
CH
OH +
yí
0 p Catalizador^
CH^ = 0 +
0
Los gases p r o duc to de l a r e a c c i ó n en el r e a c ­
t o r p a s a n p o r m ed i o de u n m ú l t i p l e
donadora
a u n a torre f rac
donde se r e a l i z a l a s e p a r a c i ó n del p r o d u c
to como residuo,
o sea f o r m a l d e h i d o
de 3 7 % peso.
Como des t i l a d o se tie nen los v a p o r e s de meta nol
cu ale s p o r c o n d e n s a c i ó n en
1 os
los
"Condensadores m i x ­
tos" se r e c u p e r a n siendo la i m p o r t a n c i a en dicho p r o
ce s o 1 a r ec u p e r a c i ó n de tales v a p o r e s
t e r i a p r i m a utilizada.
que es la m a
- 8 -
CA3ACTERI3TICAS DEL EQUIPO
H a b i e n d o h e c h o un a b r e v e d e s c r i p c i ó n del p r o c e
so,
a con tinuación indicamos
t am b i é n las c a r a c t e ­
r í s t i c a s del eq uip o empleado;
Ta n q u e
de A lm a c e n a m i e n t o de K e t a n o l . Iv'aterial de acero al carbón.
V e n t i l a d o r p a r a el ai re. Oapacidad:
1000 m^/h
Ti po roots.
Acoplamiento
bandas,
ga de
15
i n d i r e c t o p o r m ed i o de
y t u b e r í a de a d m i s i ó n y d e s e a r
cms.
de di ámetro.
T or r e p a r a el aire.í/aterial de A ce r o Inox.
304- No.
20.
E m p a c a d a c o n c a r b ó n coque.
E v a p o r a d o r .Acero Inox.
304 y Cobre.
To r r e Fra cci o n a d o r a . Cuerpo:
Acero 3 0 4 No.
Tipo de platos r
Acero 304 'o.
12.
^achucha o Campana
20.
- 9 -
Condensadores Mixtos.A c e r o 304- del No.
20 y No.
24.
Torre F i nal.Ac ero 304- del No.
20.
E m p a c a d a c o n c a r b ó n coque.
E q u i p o de B o m b e o . Tipo centrífugo
M a t e r i a l de b r o n c e y acero.
«•'£’
*.
Tuberías.De a l u m i n i o y a c e r o 304.
Breve Historia.Anteriormente
t a p r o d u c t o r a de fo r m o l
P o r las r a z o n e s
se c o n t a b a c o n u n a p l a n
de 5 t o n e l a d a s d i a r i a s .
expuestas
al p r i n c i p i o del c a p i t u l o
se a u m e n t ó su c a p a c i d a d a 20 tons.
dia ria s
en vina
p l a n t a c o m p l e t a m e n t e nueva.
N u e v a en todo lo que se r ef i e r e al eq u ip o u t i l i z a d o p o r q u e el p r o c e s o
s i g u i ó s i e n d o el
mismo.
El eq u i p o de c o n d e n s a c i ó n e m p l e a d o
de c o n d e n s a d o r e s
acuotubulares
s i e n d o los tu bos
era
de
- 10 -
a l u m i n i o asi como
del c o n d e n sa d o r ;
co n d e n s a c i ó n ,
t am b i é n los e sp e j o s y el c u e rp o
c om o m ed i o
de e n fr i a m i e n t o p a r a l a
el agua.
El p r o b l e m a que se p r e s e n t ó fué l a co
r r o s i ó n de los tubos
lo cual
b a la f u g a de v a p o r e s
ro
que se p o d í a
pero
c o n el ti emp o o r i g i n a
o c o n d e n s a d o de metanol.
Cía
s u b s t i t u i r p o r otr o eq uip o n u e v o
a la l a r g a se p r e s e n t a b a el m i s m o p r o bl ema .
Esta fué u n a de las p r i n c i p a l e s r a z o ­
ne s
que se tuvieron,
ade más de l a e s c a s e s del agua,
p a r a p e n s a r en un equipo
c a p a z de r e s i s t i r e s a c o ­
r r o s i ó n al igual que r e s u l t a r a e conómico.
Condensador Mixto.Ya con las r a z o n e s
mente
se comenzó
expuestas
anterior
a d is e ñ a r ese c o n d e n s a d o r desea do.
Sus c a r a c t e r í s t i c a s
c o n todo d e t a l l e se m u e s t r a n
en el c a p ít ulo c o r r e s p o n d i e n t e .
S ólo m e n c i o n a r e m o s
del p o r q u é
es cog er las c o n d i c i o n e s
que iba a e s t a r s ometido como
ras n u m é r i c o s
ción:
en s e g u i d a l a r a z ó n
de o p e r a c i ó n a
se i n d i c a n con v a l o ­
en el. d i a g r a m a p r e s e n t a d o a c o n t i n u a
AGUA
GAS
6 4 - 7 0 °C
Aire
l
1
l
i
3 9 - 4 3 °C
'Conde n sa d o
2 C°C
i
A ire
'H = 5 0 %
’A g ua
FLUJOS
EN EL C O N D E N S A D O R
- 12 -
Condiciones
de O p e r a c i ó n
Indicadas.-
A1 o b s e r v a r en el d i a g r a m a las c o n d i c i o
nes de o p e r a c i ó n de tr ab a j o t r a t a r e m o s de dar u n a
e x p l i c a c i ó n del p o r q u é de esos v a l o r e s :
A g u a de 26°C : P o r s e r l a t e m p e r a t u r a
qae se t ie n e en el a g u a al e x t r a e r l a del pozo.
E n t r a d a de gases de
p e r a t u r a que se les d a
64— 70°C
: Es l a t e m
e n l a to rre de d e s t i l a c i ó n
s a b i e n d o que el plinto de e b u l l i c i ó n del m e t a n o l
de 64-°C a c o n d i c i o n e s n o r mal es,
es
y en c o n s e c u e n c i a
es t a s e r á l a t e m p e r a t u r a a que los r e c i b e n los c o n ­
d e n s a d o r e s mi xto s.
S a l i d a de gases
d eb e n ser r e c i b i d o s
a 20°C : tal y c o m o
en la torre f in a l c o m o temp.
m á x i m a p a r a r e a l i z a r su c o n d e n s a c i ó n d i r e c t a e n ag ua d e s t i l a d a no m a y o r de 20°C.
A g u a de r e c i r c u l a c i ó n e n l a p i l a a
39_43°C
: Es la t e m p e r a t u r a m á x i m a a l c a n z a d a p o r el
a g u a de ac ue r d o c o n el s i s t e m a de e n f r i a m i e n t o p o r
m e d i o de h é l i c e de que d i sp o n e m o s y que se i n d i c a
en el c a p ítu lo c orr es p o n d i e n t e .
~
¿3
-
Considerando
del
además que el g r a d o de h u m e d a d
aire en l a r e g i ó n que nos e n c o n t r a m o s
j
humedad relativa,
es de
50%
p a r a r e a l i z a r un t r a b a j o p e r f e c t o -
en u n a torre de e n f r i a m i e n t o
lo n o r m a l
es
t r a t a r de lo
grar la s a t u r a c i ó n c o m p l e t a p a r a lo cual n o s o c r o s
gemos un
90 %,
de
a u n q u e no
es el ideal de
r e l a t i v a a la s a l i d a de la torre,
pero
100 %
si
esco
de h u m e d a d
tratando d e ­
ser un p oc o c o n s e r v a d o r e s .
D e s c r i p c i ó n del C o n d e n s a d o r mixto.
H a r e m o s u n a b re v e d e s c r i p c i ó n de lo que e s u n c o n d e n s a d o r m i x t o p a r a p o d e r i n t e r p r e t a r los c á l c u ­
los i nd ic a d o s
en el C a p i t u l o II
:
Se f o r m a p o r m ed i o de 2 l á m i n a s
de lo cual r e s u l t a n
de 51 mau
13
de di á m e t r o ,
tubos de d i á me tro
y 91-5 cn.
acanaladas-
equivalente -
de largo.
Al a r m a r la t or re c o n d e n s a d o r a se h a c e c o n 14- u n i d a d e s
ó c o n d e n s a d o r e s mixtos;
14 es b a s á n d o n o s
br i r la h é l i c e
tiene.
en la s u p e r f i c i e
con
123
cm.
y la r a z ó n de s e r -
que a l c a n z a a c u -----
de d i á m e t r o
que
es lo
que -
14
15
16
-17-
C A P I T U L O
II
CALCULO DEL EQUIPO
- 18
a)
-
Consideraciones.-
acuerdo
E s t a s f u e r o n t oma d a s de
con las c o nd i c i o n e s de o p e r a c i ó n
b a a e s t a r s o m e t i d o el equipo;
a que i-
indicadas
al final
del p r i m e r capítulo.
El v o l u m e n de gases
u n a p r o d u c c i ó n de
que esos
mixtos
20
es el c o r r e s p o n d i e n t e p a r a
toneladas po r día considerando
ga ses s o n r e c i b i d o s p o r los c o n d e n s a d o r e s
a t e m p e r a t u r a de 60-?0°C t o m a n d o
que el p un t o de e b u l l i c i ó n del m e t a n o l
a 7 6 0 mm.
en cuenta
es de 64-.5°C
de Hg.
L a t e m p e r a t u r a de s a l a d a n o m a y o r de 20°C p a r a
se r c o n d e n s a d o s
d ic h o s gases d i r e c t a m e n t e
con agua
d e s t i l a d a en c o n t r a c o r r i e n t e en l a t orr e final,
g r es a n d o
al p roceso.
re­
-19-
B A L AN C E ESTEvJJIO»TETRICO .
c h 3o e
+
%
32
C H pO + H 2 0
O p
16
18
30
20,000
X = 20,000 x-4S~
- 1,125
=
21,400 kg
1/hr.
Metanol
24
Esto es al 1 0 0 %
P e r o como c o n s i d e r a m o s u n 7 0 % de c o n v e r s i ó n en
los r e a c t o r e s ,
entonces
p ar a seguir prod ucien do
la c a n t i d a d r e a l de m e t a n o l
las
20
toneladas
de f o r m o l
p o r d í a será:
* 1 6 0 0 1/h.
M et a n o l
AREA. N E C E S A R I A
El c á l c u l o del
á re a n e c e s a r i a de c o n d e n s a c i ó n
s e r á t o m a n d o en c u e n t a los v a l o r e s
anotados
a conti
nuación:
w = ? = F lu j o Total de M e t a n o l
C o n s i d e r a n d o u n a r e l a c i ó n de r e f l u j o
so que es ccno
se a c o s t u m b r a de
en est e c a
-2 0 -
R
«
1
: 2
2
3200 1 /hr.
w-^ = 16 0 0
x
Y sumando
el m e t a n o l q u e n o
Wp
=
reacciona
1 /hr.
= 475
Por ta n t o :
w =
=
w *
be n ser recuperados,
p.
3 675
Y una
e.
x
3200 + 4 7 5
3675 1 /h. de
m et a n o l
que d e ­
co n
=
0.8
0.8
= 29 4 0 kg/hr.
T = 20°C
(V alo r e s c o g i d o de a c u e r d o
c o n los r e c o m e n d a d o s
p a r a el t ipo de c o n d e n s a c i ó n que nos
U =
9
\
vT2
Kcal./h
ocupa).
°C
Haciendo operaciones:
C a p a c i d a d c a l o r í f i c a del m e t a n o l
300 Kcal. /kg
q = 300 x 2940
= 8 8 2 , 0 0 0 K c a l ./h .
— — f¿0 Q °- = 4 4 , 1 0 0 K c al . / h .
44,100
-------
2
^
Oc
m
2
°C
,
de Á r e a n e c e s a r i a
de c o n d e n s a c i ó n .
-
b)
Coeficientes
21 -
teóricos
obtenidos.
Al h a c e r el c á l c u l o t e ó r i c o de los c o e f i c i e n t e s
i n d i v i d u a l e s de t r a n s m i s i ó n de calor,
j
en conse cue n
c i a d e l c o e f i c i e n t e t o t a l de t r a n s m i s i ó n de calor,
hemos
considerado
Tres paredes
lo sigui ent e:
co n c o e f i c i e n t e i n d i v i d u a l p r o p i o
y e s t o s serán:
a) P a r e d del con d e n s a d o r .
b) P e l í c u l a c o r r e s p o n d i e n t e al
a g u a de e n f r i a ­
miento.
c) P e l í c u l a de c on d e n s a d o f o r m a d o p o r c o n d e n s a
c i ó n de los v a p o r e s de m eta n o l .
A n t e s de e n t r a r en el c á l c u l o de estos c o e f i ­
c i e n t e s d eb e m o s
el p a s o del
a c l a r a r en qué f o r m a v a a i n f l u i r
a ire a través de l a s u p e r f i c i e c o n d e n -
sante.
E n p r i m e r l u g a r el aire al e m p e z a r a r e a l i z a r
su t r a b a j o n o debe e sta r saturado,
n e r c i e r t o m á r g e n de sat ura ció n.
es de
50%
como lo i n d ic amo s
t e n d r e m o s h a s t a el
100 %
sino
que d e b e
te
Si su s a t u r a c i ó n
al p r i n c i p i o
entonces
p a r a p o d e r trabajar.
L a saturación completa la logramos
c o n el c a l o r a bs o r b i d o p o r el aire
7
de a c u e r d o
t a m b i é n de la
-22-
c a n t i d a d de ai r e que es tem os pa sando:
controlamos
esto
co n la uél i c e c o l o c a d a para
tal
ú lti mo
lo
objeto
y la m a n e r a de i a c ^ r l o se i ndica en “3 c a p í t u l o Til.
El
afectar
t e ner d e t e r m i n a d a s a t u r a c i ó n a lo que v a
es a la t e m p e r a t u r a del
a gua de e n f r i a m i e n t o
que p ue d e l l e g a r a s u m á x i m o como y a i n d i c á b a m o s
3 9 — 40°C, y de l o g r a r s e
^
temperaturas mucho menores
de
se
ría lo ideal y a que en e s t a forma se a f e c t a d i r e c t a
m e n t e a la t e m p e r a t u r a que se t enf a en la p are d c o n
d e n s a n t e d an d o p o r r e s u l t a d o el m°jor r e n d i m i e n t o
en el c o n d e n s a d o r .
a) Pared
.1
h
del
Condensador.
e s p e s o r c o r r e s p o n d e p a r a l á m i n a de acero
304 del Tío. 24,
e^
«
o sea:
0.69
mm.
= 0 . 0 0 0 6 9 m.
1
h
1
Si e n d o
D
D
m
e
■Diámetro medio
Diámetro
e x t e rio r
- 23
En este tipo
diámetro
"
de C o n d e n s a d o r h e m o s
equivalente
de p a r e d tan d e lg a d a
51
de tubo de
mm.
que c o n s i d e r a m o s
t omado un
de d i á m e t r o
que casi:
de do nde r e s u l t a que:
K-^ * C o e f i c i e n t e
individual
de c a l o r del acero I n o x i d a b l e
K x = 1 4 K ca l. / h r .
m
de t r a n s m i s i ó n
304-, siendo:
2
°C/M.
P o r tanto:
=
14
1
h
b)
1
=
14,000
0 . 000é>9
0.69
= 2 0 ,3 0 0 Kca l./ h.
m
2
°C.
P e l í c u l a de Agua.
El tipo ed c o n d e n s a d o r a que se a s e m e j a u n co n c’
p n s a d o r rrixto a s a u n b an co de t ubo s con d e r r a n e
del
fluido de e nf r i a m i e n t o
te caso
Y
e l
de u n tubo a otro,
--
en e s ­
el as;urt.
para
cá lcu lo
^ste
del
caso
la
ecu ació n
c o e fic ie n te
de
recom endada
p e líc u la
es :
h 2 - 65 ( G ) °*33
G = w 7 21.
p ir a
in d iv id u a l
li­
-2 4
~
Siendo:
L = L o n g i t u d del
Banco de tubos,
w * A g u a de e n f r iam ien to,
D*> D i á m e t r o
h-2 **
exterior,
Kg/h.
en mt.
C o e f i c i e n t e de pel ícu la,
De acue rdo
m.
Kcal /h.
con el a n t e r i o r b a l a n c e
m é t r i c o sa be m o s
m
o
°C.
es teq u i o
que:
Q * C a l o r de c o n d e n s a c i ó n de los v a po r e s de metanol.
Q =
88 ?, 0 0 0
Calor
Kcal/h.
ab s o r b i d o p o r el a gua.
Por t a n t o :
Q,
^1» w Cp
( t^ - tg )
Siendo:
Cp - 0.99 K c a l / Kg.
w
« ? Kg.
t x = 43
°C
agua/h.
°C
t 2 - 39 °C
Igualando
882,000- w x
0.99
ecuaciones:
(43-39)
882,000
w “ ■O . W x 4
882,000
“ ---------------
w = 2 23 > 0 0 0 Kg/h.
de agua.
-
25
-
Substituyendo:
Considerando
que s on 13 tubos p o r c a d a c o n d e n s a d o r
p o r ser l.-s canales,
s adores p^ra
5
- -ft
9 1 .5
de
c a d a torre;
■
cm.
de largo,
y 14 c o n d e n
entonces:
Ü o tili
' 1 2 2 -0 0 0
K« /tm
Por tanto:
122,000
" “
670
13x14
Si D = 0 . 0 5 0 m.
9.
= —
—
0.050
D
p 0.33
(§)
*
** 13 400
(
131 4 0 0
)
f)
■
=
23.2
De donde r e s u l t a que s u b s t i t u y e n d o en la e c u a c i ó n
2
h2
h
=
65
x
= 1 ,5 0 0
23.2
1,500
K c a l / h m 2 °C
=
C) P e l í c u l a de C o n d e n s a d o
De ac uer do
h
= o
73
d
con la ecu aci ón
^
N
_______ ) *
Tm.
;
El c a l o r l a t e n t e de c on d e n s a c i ó n r se c a l c u l a a la
t e m p e r a t u r a del vapor,
y las o tras p r o p i e d a d e s f i s i c a s -
se c a l c u l a n a la t e m p e r a t u r a de l a p e l í c u l a del c o n d e n ­
sado .
-26
-
T e m p e r a t u r a del V a p o r
= 70° C
T e m p e r a t u r a de P e l í c u l a = —
------- -
44.5
N o m e n c la t u r a :
r = Cal or l a t e n t e
de c o n d e n s a c i ó n
= 300 K c a l / Kg.
g = A c e l e r a c i ó n d e b i d a a la g r a v e d a d
= 1.26 x 108
^
m/h2
= Densidad
= 760 K g / m 3
D = Diám etr o del
tubo
= 0.051 ni.
K * Coeficiente
=0.16
i n d i v i d u a l de t r a n s m i s i ó n de c a l o r
K c a l / h m 2 °C/m
= Viscosidad
=0.5
N
Centipoise
=
0 . 5 x 3 - 6 * 1 .80 K g / m h
=
N 2 de tubos
=
13
x 14 = 182
Tm = Temperatura me d i a logarítmica
,
(
70 - 39
2.3
c
2.3
log
27
) -
( 70 -.43 ■
)____
ffólffi"-
31 __________________ 4
l og 1 .1 5
“
X o.oé
Tm = 29 °C.
2.3
4
0.138
“ 27
"
S u b s t i t u y e n d o v a l o r e s en la ecuación:
„
n -»
3 " U */J
0.16
0.051
, 0 . 0 5 I 3 X 7 6 0 2 x I . 2 6 x I 0 8 x 300
^
0 . 1 6 x 1 . 8 x I 8 4 x 29
= 0.73 x 3-13
(
x ¿
° iJ
3 5 ,R6
8
X 10------)
= 0.73 x 3-13 x 200
h-¡ = 457 E c a l . / h m2 °C
i>
En resumen
:
h x = 2 0 , 0 0 0 Kcal.
/ h m2
n
h 3 = 457
"
90
ti >1 ii ti
" ""
""
S a b i e n d o que:
U = Coef.
U
Gl o b a l de t r a n s m i s i ó n de calor.
i
,
,
hl
h
,---------------------
2
*-----
- 0.000049
20,300
nl
T75ÜÜ
h2
1
=
h ^ ~
—
Z 5 7
h 3
'
—
=
°* 0 0 0 6 6 5
8.002180
0.002894
S
*
U
=
O.Ó02894
344
Ecal,
*
/ h m
2
344
°
C
O
;
%
-
28
-
Habiéndose obtenido
terminando
este c o e f i c i e n t e
gl o b a l y
de r e s o l v é r la e c u a c i ó n p a r a el
c e s a r i a de c o n d e n s a c i ó n i n d i c a d a al
final
á r ea ne
del b a l a n
ce e s t e q u i o m é t r i c o , n o s d&:
ria.
A
„
A
=
44,100
44,100
---±---------- = ----
344
128.3 m
2
de s u p e r f i c i e n e c e s a
- 29
c)
-
D i s t r i b u c i ó n del A g ua y Cál cul o.
C ál c u l o del A g u a N e c e s a r i a . S u d e t e r m i n a c i ó n se h a c e c o n s i d e r a n d o u n a t or re
c o n d e n s a d o r a y a in stalad*.
No.
de C o n d e n s a d o r e s / ^ o r r e
= 14
So.
de A g u á e r o s / Coniensa<lor ,
Diámetro
El c á l c u l o
^
= 6 mm.
es c o n b as e en u n m ú l t i p l e
el c ual
se c o n s i d e r a c om o u n d e r r a m a d e r o c o l o c a d o e n c i m a de
cada condensador
(canal)
éste
otro d e r r a m a d e r o
(M últiple)
a su ve z a l i m e n t a d o p o r
c o n 28 caídas,
2
p a r a ca
da c o nd e n s a d o r .
De acue rdo c o n t a b l a 7 6
:
h = 10 mm.
= 38 Lt s/h r.
Diámetro
=
Agujero.
6 m.
Por t a n t o :
38 x 34 = 1 2 9 5 lts./hr.
Resultado:
Condensadores
31
1295 x 14 « 18,140 Lts/hr.
= 18,140
Segán T a bla 67
/ h r . Torro.
*
Pre s i ó n de 2 Mt.
s
Diámetro
(alimentación)* 6 0 mm.
que s a t i s f a c e los 1 8 . 1 4 0
2 1 .8
ur/hr.
necesarios.
P a r a e s t a c a n t i d a d d e a g u a de 2 1 . 8 n r V h r . se c o ­
l o c a u n m ú l t i p l e d e 1 4 d e s c a r g a s , u n a p a r a c a d a condena
sador,
de donde:
No. de Agujeros = 14
Diámetro * ?
Tomando en cuenta la Tabla
76
¡
m 1560 L t s . /hr, Agujero.
21,8Q Q
14
Conaiderando um 85# Efectivo
1560 x 0.85 * 1326 Lts*/hr.
Agujero
P a r a e s t a c a n t i d a d n o a l c a n z a n los v a l o r e s
dos e n la t a b l a
76 ,
tabula­
s i e n d o n e c e s a r i o el co n s i d e r a r
otras
condiciones.
Tomando en cuenta
dor:
descargas
para cada condensa­
lío. d e A g u j e r o s ■ 1 4 x 2 * 2 8
21^00
780
x O
E n la tabla
para
2
í
Diámetro
h*
50
»
780
.85
76 .
lts./hr.
AgujBro.
* 663 Lts./hr. Agujero.
mm.
(derrames)
=
10
mm.
* 242 Lts./hr.
Agujero.
32
Se t i e n e o t r o v a l o r £ ás aceptable d e 497 L t s . / h r .
A g u j e r o que c o r r e s p o n d e
h«
Diámetro
para
2 0 0 nua.
■ 10 m .
Por ser una altura muy grande n o lo tomamos en
c u e n t * al n o p e r m i t i r l o el d i s e ñ o d e l c o n d e n s a d o r ,
y en
consecuencia s e t o m a c o m o v a l o r a c e p t a b l e e l a n t e r i o r
encontrado.
1
CANTIDAD DE AGUA EN mVhr. a través de tubos de 30-225 aun. de diámetro
y io- 2®- 40-60-80-100 m. de largo con altura de presión de 0.5-25 metros(5 codos y una
Váltrula.)
i
»
CT^O-U\vO O
N"
^
}-
ro^><M OniH C
s
l
O c ü s O ^
ITn
C
v
JCT'C^O.'s
O
o
xj*
H
o
irs
r -i r -i
O
'Xí\C\J U\0 \ 0 * 6
t
•
•
•
\
£
>\r\ <* rO
C
vJ C
M
C
OC
O
C
O QNrH C
T
-
U^C
^J CMvOrOr-í
.
.
.
.
.
.
U
-s^i- rOCM r\
J<
M
co o
r-t r<<
>
1 CO'Xl U\
•
•
•
•
•
•
C
O <Tm v
*o ^
C
J
n
rn
:
UN
*
u n js h
C
v-sO
O
ro m m
¿
V
a
a
®
o
■
§
+»
a
M
V
i/
0)
Q
*
3
tú
< t
rH
O
•n
<M
rO
C
\J C
\
JC
M
^í* rO C
V
Jr—
i i H r—
i
Q>
tJ
o
t -4
b>
O
■
c
*
c
tf
Tí
$
•H
O
N
C
N
J O-roCM r-t
•H
*
H
H
^
<M N v
O
IT\
c
3
ro
C
V
JC
V
JH H r 1 H
rO C
v
JH H H
o
e
O
o
C
7S
G
O
» •
a
CMrH r- *
0
0
»
0
0 0 C
V
lvOrrjCvJ O'
. « * • . #
OI <
Mr-* rH r i o
O
&
•H
tx
o
d
o
^
H
0)
C
*3
<0
■
Wy
cr O f -t
<r a p ¿
*4
O,
r~í
<*
a
a
■
w
»
O O O O O Q
rHCXl ^ vOCO O
r- 4
Uv
o
O
O O O O O O
r-t C
V
J
\
£
>O
OO
H
OO V
H f lO
O'
rH N m H O U )
W H H H H
(labia 67 )
rr) 0O
C O ^Ü ^O
O
* to o > .o ' i - cg
r o CM r -i (H rH rH
[>-00
O C O v ü O O n -<J-
U v^o
<J~ U ^ r H
O U s r o r ’O ^ O C\J
• • • • 0 •
r -t CQ vO LT-.
<
rH
U > sí* OO U A v O CvJ
• • • # • •
fv > 3 0 -\ 0
rH H
\ O O C iO \ ü O
rH
• • • • • •
CO vO - í r o r o r n
CO l>* E>-\0
CM (N .U \<M C -»o O
CT\
H lí'H
|CO
Kf- r o
fO C M N
O VX>
ON 00 Cw
rH rH rH
XT\CM O C O s O '-O
rH rH
rH 00 'X ) ^
rH
«*
CM r o C --C O ->r rH
OO ^ P O C '-í'O C M
t * • • » fl
rO C M CM CU
C ^ U - \ ^ rO CM CM
m rH rO C O sO
0 * * ♦
•
-O CM rH l - i rH
O <Xi ct> Cvi O S xO
0 -rr}Csl \0
XTNrOCM CM rH rH
u n t íp o c m
O O O O O Q
rH CM • + \ 0 0 0 0
rH
0 0 0 0 0 0
0 0 0
c 0 0
rH OJ ^ - .O OO O
rH
c
rH X> C ^* 0 ^rH
• « » • » •
'=J" v O C " - 0 ' í r^J
r O CM 1—i 1— i rH rH
0
v o r t 4; ’ i m o
CM C\J r -l rH rH <H
sD CvJ 0>C0 v O vO
H H
OO rH r O O C T 'U n
* « • • • •
o ^ r - jC X ) C N .U M fN
Continuación
süooO oO
c o s o •3-
m rnm
CM rH
• « * » * «
cm cm
rH CM ' j - ' O O S O
rH
C O lA H O O
• « ■ • • (S .
CM C ^ r O r H O
•
CM rH H H
CO
ü \ -d • • • • « «
E > -m o e o o - s o
H rt H
O x O t r O V CJ'
« « • • • •
CM O n
r}rH
\0 \0 O 'O n ^ O CM
• » • t « «
00 \ 0 *+ r ^ t r ^ r n
m
o^vo o L f
\D -<*■ rOCM CM CM
O O O O O O
rH CvJ ■«a-sOCO 0
rH
O
O
O
rn
*4-
\r\
-3 5 » -
vO O a O O
o
tr
rH CM ^
O - C T 'O rH ( O ' T U A vO O O O ' O C M r O ' í \T\C*»CO
X r \(M O M N 'í ,-HCO ITXCMCOsO
r-tOO LT'CNJ O'vO m H C O
r o ' f -si- Vf\ O b - O - C O C ' f f ' O r H l ' ¡ W
m
WNi-H C ' ^
' í ' ' f IT '.v O C 'w O -O O C M > 0
c f1
H
H H H H H r H H H H r H r H H H r H W CM
SD O C O O
O
rH CM c O lfN O -C ^ C O O
rH CM ^ U W O C ' O ' O rH n o ^ '* '" ■ 0 t> -
V f N O < T \ H '£ > r H 'X > r H v O r H '* O C M O -C M C '-C M O -C M O - r O C O C O C O C O C O r O
CM í ^ r o
Í í M TN s O nO o - 0 - 0 0 00 C M Í . O O H H W O J m r O * ' f ^
iH H rlH rH rH H fH rH rH H
D O sC M vO
• • • •
s O O 't ^ l v O
r~{ f- 4 CvJ CAJ
O
rr
O C M U '.O 'C M V V O CM UMX> rH VTncO rH lX N C O l^ O J ( M r H < C ^
• • • ♦ • • * * •
• • • • •
O 'r O '- O O ' f n ' í O ^ r o ^ O C I N r O 'O G''C't *£¡ 0>CM U ’m j n c O 'O <ZS
CvJ r O c o r O
i r ■'í lr '\ U '\ lr s s £ > v 0 \D O - O - O O O CO CO
O nCT'
co_
Ir
CM
tí
0)
v£> OJ O - c o c o r O 0 " T O ' t f ' O v O r H v O O l C '» C M 0 O rO O s 'í " C f 'U 'v O vO i—I
C M U M > - O C M V i A O - O C M UNCO o ro LT'CO O
rolACOOt^UVÜHíO'Xi
rH rH rH CM C\l CM CM m rO r O r O *♦ ^
lr\U-\Yr\sO>¿> y o vO C-* 0 - 0 »
r—
a
Cí
E
a
«
P*
A
i
§
O
Cvi
$3
Tí
a)
O c O M f N f n H C M N ^ ' r C M O c O ' ~ D ' í CM rH C T 'O -U A cO r-t rH CM sO CM
• • • • • • • • « • • • • « • a
» ♦ • • • * • • • •
O ' O cM - + s O C O 0N r H r ^ ) U ^ t > - C r 'O CM
CO C T 'r H c O U ^ C ^ O O g \ C M ■>*
H H iH H r H r t C v /c ilC M C M C M r O í’ lfO P O f O r O ^ « t •'4' - t
o
<4
't*
©
T3
rH
<D
•tí
03
05
<H
4*>
a
4^>
rO vO C Q rH
\Q
O'-CM •* 0 - 0
CM UAqQ O c o '-£>CO r H ^ - ^ O C T 'C M - s r O 'O
O C O O r-t CM CO ’^ ' - O C ^ - O ' O rH CM
U '"' ^43 O O r -i CM
l r \ s O OO
r H r H r H r -H r H r H r H r H C M C M C M C M C V J CM CM C x í m r O P n c O n O r O c O
§
o
3
o
H
CM OO •rr CM O * * O vO rO
(T ' -O IfNCO
IrNrHOO
rH O -c O O '-O rO O M TS C\l
r O r O ' t U ^ U N sO 0 - 0 - 0 0 0 0 O ' O O r H C M C M r O ^ ' t '* '" £ > '-O O - O - c O O
rH rH rH »—I i—t i—4i—1i—i I—t I—I rH r-t rH rH rH
r - t r o 'í 'M ^ O C M ■‘¡fr'-O CT'rH c O ^ O O
u-
O
©
o © I .o a]
©
r)
CM * r vO O -'rH roUT'vCO O OJ
rH H r-trH C M C M C M CMCM COCOCOCO - * "4-
-=t U ^ U M í ^ U - snO xO sO \ 0
W\vO 0 - 0 0 C T 'O rH CM c o *3* UN\0 O -C O O O
•
o
*
»
rH CM r O
»
#
*
*
*
UNsO 0 - 0 0 O ' O
*
-
#
1- » » * *
O O O O O r H r H i - H r —t r H r 4 H r H H H " ' J C M C M C M C M C M C M C M C M C M CO
On O CMOO <-r> ü M S í ^ H
O OO l^CM OnnO 00 O O. UN
CvJ C\J m >+
tfNv£> C"~ L'-CO
CM O JO JCM O JO JO JA JCM O J
O O r l W
ITwO CO O O
o o ^ t C T " * O N " t t C f ''^ 'C r \ U N
LTNvO v o O - C ^ O Ü C O C T ' O 'O
r—í r-i t—( H i— i i— i i—Í i— i r-i CM
r-i ' t
C '-O
0 - 0 o '-J 'O O
rO^O
O O OO^rf^sO
H H H NO^rO^O
C X J CC7^rO
^m
rH H H H H H H H H H
\Q
U-\
C '-
,Q
aj
(D
c»
G
O
CM O - C O O O r O O ' t
CO rH r<-> O ÜO r-irr , , , a ) -4
(N a jo O C O C O O ' O ' O ' v O
oioaxa'í'í'ii-tff' cv-vtn
\O C O
o n O m U N O - O O O CM
UNUMiNxO'O'í) JSvOtSC^
i-4
O
a
2
rt
OJ
_
U N s£ ) O
r n
'f l ®
H
'í 'O
• « • • • • « • • •
On O CM ^ o ^ -U N v O O O 0 ^ 0
g
O
rH O rHvO •«* O Cn-cO ONNO
O rH r-t rH <MPOrO ^
'Lrs
cm cm cm cm cm cm cocm cm cm
<T' rH m ^ o O O OJ Tt- C'-Q n
» ♦ « « • • • • • *
NO
rH OJ rO
O-C^-OOCOCOCOCO
t f N ^ t>-CO ONO
rO rO si"
-3 7 *
v ü O ^ cOCsJ OO r.)CO r-í xf O n
O
xt
I rH O J CM CVJ
®
T)
C1
<D
a>
T»
o
v O ^ ' O ' ' CM
rH rH H
O
T3
(«
co
-P
g
nO
o-
i>-
OO r o Q ^ O r O O
sOCO O
O^'O
rH iH rH f O
OJ ^
O»
U N ^ O OO O CM OJ
rH rH CM
tu)
as
8 So
ctf
•
§ <D
a Tí
o ctí
rH
1 O
OJ , c
G
O
O
CD
*r~a
5x0
rH
©
Tí
sO
lr\
O
•P
<D
<D fH
73 O
V)
o
Q«
o
u
•a>
r-»
rH *Ñl"
<c
!á •
CQ
•=<
EH
GJ
O
£1
O
O
Tí
£
ctf
O
o
-p
CC
rH
A
QJ
CO O si- 0 - 0 0
P«
o
Pí
co
O
U
-P
c
©
OO O-VrvCv.sOrH
c^oo tN-
&
0to
ea
o
TÍ
O - H ^ v r O O 'O
CM r O
U ' nU ' n h
T?
id
T5
0 . 0 ON^-OOsO
rH CM CM n r O t N
OrO
a
(U
T *» 0
2o
fcúr'~)
(O i
<D
T í <p
o
en
O v r H '- D CO ^ CM
rH -H rH CM
O
f-i cd
Q) u
o
1 .tí
S5
£>
ctí
rt
OJ
\ O C sO O 0-00
O - OJ s r t f \\OCG
♦ • • ♦ • 6
•«t VTvO-OO O^ON
o
®
í-i
•d
c
ctí
05 3
H W © o
P (tí
,a ce x;
rírH O H
<=C O CO p<
T5
O U^O O O Q
H
H rO ^ U \0
CM
-38-
^
i
j
o
CO
O-
~o
Oa
05
o
ÍH
-P
•d
a
o
o
w
o
©
&
a?
E-(
©
r~3
bo
•rH
o
«5
rH
©
_
T»
O
g
0)
T>
a
©
a
O NvO CM
CO CM CO r O
CM O - 0 . ^ 0 U N U N
n O rO
U n v O O ^ C O CTn
\ D O r o s o UNCVJ rH C O
-<f O -C JN rH I N n ^ +
H rH C M C M n O
nO r t CM nO OO C O \ 0 n o
O vpOO Osr-tCM -Ín O
rH rH
r j- W n vO nO 0 - 0 0 O N O
r o CVJ rH O O n On
O - O c o n O On rH •'t
« H rH CM CVJ CM <M n O n O
UNCO f H
rH
o s a o o o 0 - 0 ^ O -rH
^ CNJ OnnO <
rH CM CM n o
OJ 00
CVJ O^-sO CVJ OO
H O O c o O O CM O - C\l \Q
U N U N O C O O rH r O ^ rH rH rH rH
CMQJnO nO O O - 'J - ^ I r o O N O n o O O -c o U N
OO CM UNONrONO O •<+
rH CM CM CM nonO -«f "tf
[ N > A H - a | OSCNJ r H s O
l > - , H UN QNCO OO OO O
rH rH rH CVI n O " + UN
O nO M3 U N xj- n o r O CVI
sO
CJNrH n o UN O . ON
O JOOCM CM -^soOrO
■*± U N nO nO O - c p O n O
O OO sO - í CM O CO O c o n o o o noCO CM O CM CM n o n o
' i - U N UN
U N O - O CM o O ^ U N nO
O V N r H v O OnCM U n í *
rH r H CVJ CM n O ^ N O O -
OOO
H St
O vO
rH
0
v f l ^ - O - í CMCO
H O 0O U N r O O
(TNUN0O O J \ 0 0
H r H i H C M CM r o
f Y -) \ r \ c ^ O " í-o o ñ o c o
I-H rH CVJ C\1
41
rH rH rH rH H
OJ n o
O
CM OO CT-nO
rH U N UNCO
CVJ CM CM CM
Un
©
'Ü H \ 0 ^ -( M O v D
UNCM O
O - nO UN
TÍ
CVJ
H CM r O í ^ l r M N O ' H
rH
ONCM ’ l - ' O O - c O
O 0 -n o O N U N ,H
r o U vD O O r O s O
rH rH rH O I CM OJ
i * On
0O U N
CO O ro m
CM O -p H n O O U n c t n ■<*
O -C M C O
a
\0
UN n o O 0 0 OJ
O
n o U N O - O O O O O - O - nO
CM n O •'t UNCO rH
O-
H H H
O
r r \ * t\ Q
O -U N
fr-) H
O J n o ^ UNCO rH " í O + M 3C O O UNCM ' O rH
rH rH CM CM n o
OJ
CM n o
unco
O
' í Un
H- n O O O O U N p H v O H
O O O J x O r H r H C M C V jr O
iH rH CM r O
U N vO
n oO N 'ít
O nU n
CM ONUN CM 0O U N rH On
no rO ^ UnUn^o O » O -
O n O n CTncQ O O O O C O C O
O n n O O - r H U n o n c O C*
n o n o UNUN-<d- n o n o CM
U N sO O C O O n O rH
r H rH
ti
•H
íh
o,
O
•rj «
fí íá
•«i Í F U N v O CO ON o >H
O s U n h vP
I S H UNOO
rH xh NO CO
rH r H rH rH
S
?
a
'O
©
T?
OO \D K~\^- rHOO vO CM
v O ^ CM O
rH O OMX>
rH O - CM ao
't
U N UN
O O O O O O O O
UN cM OnnO n o O N ^
r 0 ° 0 CM O CM O rH nO
0 - 0 0 O (H f O ’í'NO O -
av oo UN CM O nnO r o O
ONCVl0 0 •>* O N U N r-ÍO
CM CU n O n o ^ U N U n
r o ^ " UN nO 0 -0 0 O n O
CM O 0 - 0 CM UNCM O
,— ( U N C?nCM<30 OJ n O rH
OO f t l O C O
UN U N tJ* CVJ
o CO ^ ^
CM CVJ CM r O
nO
rH
O 0 - 0 UNO
0 -0 0
OO
O -fO
NO CM CM r O n O 1" * ■ t “ '
r O - r f U N sO
O nO
O -C O O CM < * s O O O rH
H H rH H H
C\J
H H r— i H rH rH
C M O O ^ r H O -r f O O -
n o UNOO rH nONO CJn , h
r—IrHrHCMCMCMCMnO
CM O
CtnnO U n c o CM O
NOOOOOOrHrO^NO
n o UNCO rH -J - O O ^ r H
s O rH O OJ O ^ S I CN-nO
OJ nO n O
^ VTN ^ nn£>
a
■§ o ©
!8
t,
O
rH M í !
ü» <4
vO Q O O
UNO UNO
rH rH O J CM nO
U NO O O O O O O
n o ^ UN-vO 0 -0 0 O N O
rH
U n o Un o U N O U n O
< M U N O -0 C M U N [N ~ 0
rH rH rH CM CM CM CM n o
CA P I T U L O
D I S E x N O
D E L
III
E Q U I P O .
40
a) C o n s i d e r a c i o n e s
U n a de las p r i m e r a s
tomadas
en c u enta fuá el t e ­
n e r u n m a t e r i a l c a p a z de r e s i s t i r e l t i p o d e l i m p i e z a
a q u e i b a a e s t a r s o m e t i d o e l e q u i p o a l h a c e r manter*j»
miento
del mismoj
p a r a l o cua l se e s c o g i ó el A c e r o
I n o x i d a b l e 304- c a p a z d e r e s i s t i r e l t r a t a m i e n t o h a s t a
con Acido sin perjudicarlo.
E l t i p o d e d i s e ñ o f u á por m e d i o d e l á m i n a s
ladas las cuales
acarea
al emparejarse se forma u n a sección
t u b u l a r l a q u e p e r m i t e e l f l u j o de g a s e s t o d o e s t o r g
presenta grandes ventajas
como se demuestra en el b a ­
lance económico del capítulo correspondiente.
T r a t a n d o de n o d e s p e r d i c i a r m a t e r i a l e l d i s e ñ o
s e a d a p t ó a m e d i d a s d e l á m i n a s S t a n d a r d c o m o s e demúe¿
tra más
adelante.
!v.
b) Descripción y manejo.B n s í e l C o n d e n s a d o r se f o r m a por m e d i o de 2 l á ­
minas acanaladas las cuales al e m p a r e j a r s e forman
seceión tubular correspondiente a un tubo de
50
1¿
¡am,
de diámetro.
S i t a m a ñ o d e l á m i n a s e l e c c i o n a d o es e l d e 9 1 . 5 ^ 2 4 4
cm. c o r r e s p o n d i e n d o el a n c h o d e l a l á m i n a al a n c n o d e l
Condensador ya armado.
41
La l á m i n a l i s a s e m e t e a u n o s r o d i l l o s
da d i á m e t r o e a el c u a l se
forman los c a n a l e s , r e s u l t a n
d o e n t o t a l 13 c a n a l e s , r e d u c i d o s
m i n a de
122
cena, a
96
cm.
de 3 3 mía.
por lo tan t o la l á ­
q u e es e l a l t o d e l C o n d e n s a
dor.
Ya unidas
las l á m i n a s , los c a b e z a l e s
f o r m a de m ú l t i p l e el cual
ción completa de I
03
se unen en
permite hacer una distribu­
gases por c o n d e n s a r .
La forma del Cabezal es rectangular con mamparas
intermedias,
fig.
I.
-
42-
43 La parte superior del Condensador tiene una c a ­
n a l l a c u a l r e c i b e e l a g u a l a l m i s m o t i e m p o q u e l a dijL
tribuye para bañar toda la superficie laminar. L a r e ­
partición del agua se r e a l i z a por m e d i o de unos
ros de 6 mm. de diámetro,
aguja
s i e n d o el t o t a l de 3 4 a g u j a
ros, 1 7 por c a d a lado*
En s£ esto constituye una unidad condensadora.
g r upo de estas unidades
Un
f o r m a n l o que llamamos T e r r e
C o n d e n s a d o r a de las s i g u i e n t e s c a r a c t e r í s t i c a s i
No. de U nidades: 1 4
Superficie por Unidad* O
Superficie Total
.9 1 5
X 2.44
2
2*33 m*
s 2*23 X 1 4 * 3 1 . 3 0 m?
L » d i s p o s i c i ó n d e e s t e g r u p o s e h a c e d e l a siguleja
te manera*
Colocado un Condensador enfrente de otro se h a c e
de tal m a n e r a de m o d o que u n a parte r e a l z a d a
(espinazo
de l a c a n a l ) q u e d e e n f r e n t e de o t r a n o r e a l z a d a ,
que los cond e n s a d o r e s
quedan desplazados,
f i g , 2.
o sea
AGUA
Acanalado
D e s pl a z a m le n to
de lo s C o n d e n s a d o r e s
d e sc a rg a
de condensado
- 45 De e s t a m a n e r a s^ f o r m a u n c a m i n o s i n u o s o al a i r e
de m o d o que al pasar se le o b l i g u e a tener un c o n t a c t o
más directo con la lámina,
y al m i s m o t i e m p o c o n e l
agua que cae e n contracorriente.
E l g r u p o de 1 4 C o n d e n s a d o r e s
ya dispuestos
en esa
f o r m a , s ó l o q u e d a p o r h a c e r u n m a r c o el c u a l l e s sirve
d e s o p o r t e y al m i s m o t i e m p o p a r a c o l o c a r l a h é l i c e
q u e es l a q u e s e v a a i m p u l s a r e l a i r e a t r a v é s
de l a
t o r r e de a b a j o h a c i a a r r i b a .
E l d i s e ñ o d e l m a r c o es c o m o s i g u e s
Largo = 120 cm.
Que c o r r e s p o n d e a 1 4 C o n d e n s a d o r e s c o n s e p a r a c i ó n
ent r e ello3 de 2.
54 C m .
Se dió esta separación tomando en cuenta la base
siguiente i
E n u n p r i n c i p i o se c o n s i d e r a r o n los C o n d e n s a d o r e s
unidos unos c o n t r a otros e n sus cabezales,
pero se v i ó
que l a S e c c i ó n par a el p a s o del a ire n o e r a s u f i c i e n ­
te lo cual originaba un aumento en la presión, y p o c a
circulación de aire.
Varias separaciones
esta final de
25
fueron probadas llegando a
mm. que dió resultados
un paso mayor de aire,
al p e r m i t i r
el suficiente y necesario.
-
4 6
~
C h e c a d o el l a r g o d e 1 2 0 C m . d a d o :
A n c h o del C a b e z a l de c a d a C o n d e n s a d o r * 6*3 C m .
No. de Condensadores
14- X 6 .3
No. d e Separaciones
13 X 2 .5
= 14
« 88.2 Ca.
* 13
= 3 2 .5
T o ta l: 8 8 .2 ú & s 3 2 .5 * 1 2 0 .7 Cm.
Ancho
* 96 C m »
D i s t a n c i a esco g i d a de acuerdo con el ancho del
Condensador.
Altura
* 229 Cm.
E s t e valor e s t á d a d o por tres distancias;
h * 64 Cm.
h * Espacio para la c a ­
n o a de agua, más
el
espacio libre para
el paso del aire.
h2= 110 Cm.
h2= D istancia dada pc*r
la altura del Co n ­
deos ador.
h^=
55 c m.
h^= Valor correspondiea
t e al e s p a c i o o c u p a
do por el t u b o d i s ­
t r i buidor de agua,
-
47
-
por las maderas
evitan
que el aire arrastre
e l a g u a y,
por l a h á l i
ce que i m p u l s a el aire
a travás
de la t o r r w .
L a torre c o n d e n s a d o r a está armada de angulares
6
X
50 Him•
7
de
y el m a r c o que s o p o r t a el M o t o r y la h é l i ­
6
c e es d e c a n a l da
X
102
mm.
Los angulares s i r v e n de m a r c o para las tapas de
asbesto de
5
to®* d e e s p e s o r l a s c u a l e s
m e d i o de tornillos
Ver Diseño,
se s o p o r t a n por
g a l v a n i z a d o s d a £ X 25*4- m m .
f l g . 3.
. 49 .
H K L
I C E
Se le puede c o n s i d e r a r formada por dos partes
daaentales
fuá
2
la.- Centro.- Llamada también "Masa"
c e n t r a l d e l a H é l i c e q u e s i r v e de s o p o r t e
es l a p a r t e
a las
aspas.
S i m a t e r i a l de q u e e s t á h e c h o es d e a l u m i n i o v a ­
c i a d o coaa d i á m e t r o d e
230
mm.
2a. A s p a s . - S o n seis las
ra
q u e h a c e n e l i m p u l s o p¿
jalar el aire.
E n u n p r i n c i p i o se e m p e z ó a t r a b a j a r c o n a s p a s de
a l u m i n i o v a c i a d o s i e n d o s u f o r m a T r a p e z o i d a l y l a paj:
te unida a la masa de
80
mm. c o n t r a
70
mm . d e l a p a r t e
libre del a s p a .
S e h i z o u n a m o d i f i c a c i ó n e n el d i s e ñ o t a n t o e n l a
f o r m a c omo e i el t i p o de m a t e r i a l u s a d o .
varió a una forma rectangular
El Aspa se
de 9 0 m m . d e a n c h o
500
mm. de largo y grueso correspondiente a l á mina de acs
r o inoxidable 304, No. 12
(espesor =
2 .9
mm.)
Esta variación se hizo considerando una mejorfa
t a n t o d e s d e el p u n t o d e s e g u r i d a d c o m o d e f u n c i o n a m i e a
t o . T a l e s v e n t a j a s se d e m u e s t r a n e n l a o p e r a c i ó n d e l a
hólice ya trabajando*
-51-
F D N C
I O N A M I E N T O
H E L I C E
D E
L A
.
£»1 m o v i m i e n t o d e u n a h é l i c e s e p u e d e r e a l i z a r © n
una forma directa con el motor,
o en forma indirecta
por acoplamiento.
P a r a n u e s t r o c a s o es u n a f o r m a d i r e c t a d e l a f l e ­
c h a del m o tor de 2 5 . 4 mm, de d i ámetro,
al c e n t r o d e l a
m a s a d e l a h á l i e e p o r m e d i o d e u n M a m e l ó n de a c e r o .
E l m o t o r a d a p t a d o es d e 1 4 2 0 r . p . m . , n o s i e n d c
d e m á s c o m o s e g u r i d a d p a r a e v i t a r e l que s e d e s p r e n d a
u n aspa.
L a s a s p a s s e f i j a n de t a l m a n e r a a l c e n t r o q u e se
puede variar la incli n a c i ó n de las mismas,
c o n e s t o v a r i a s v e l o c i d a d e s p a r a el a i r e ,
tiempo u n a carga determinada para el motor
lográndose
y al m i s m o
que e s e l
que nos está;limitando en l a inclin a c i ó n que demos a
las aspas.
Las c a r a c t e r í s t i c a s
del mot o r empl e a d o so n las
siguientes s
r.p.m. —
—
1420
(4 Polos)
Corriente —
11.7
Amperios.
Potencia —
4 .5
H.P.
l e n s i ó n -----
220
Voltios
Frecuencia —
50
Ciclos
* 52
Al e m p e z a r a probar c o n las
dieron varias
inclinaciones
aspas de aluminio, se
a las mismas,
obteniéndose
v a r i o s r e s u l t a d o s c o m o se v e en el s i g u i e n t e c u a d r o ,
fc¡n e l m i s m o s e h a c e n o t a r
que p a r a i n c l i n a c i ó n de
se t i e n e la car g a m á x i m a s o p o r t a d a por el motor.
el siguiente cuadros
25
Ver
aun.
- 53-
<2
•
o<
*
"
o
o
US
OO
iH
O
ro
OO
CVJ
sO
CM
o
H»
►
M4
«d-
x
11-12
j
11
O
-*
lT\
Os
O
rH
CM
rH
O
CM
rH
o
O
rH
CM
rH
sO
rH
OO
rH
OJ
rH
ON
H
CO
rH
00
OI
vD
s
a
•
o
•
•
ao
%
pq
L-l
8
S j
a, 4
0
1
a
a,
9
<a¡
a«
ra
%
«
n |
5
CM
O
CM
UN
NO
co
o-
co
CM
OO
CM
O
lT\
irs
OS
iH
CM
CM
3
cr
rH
CO
rH
CO
OI
*
ro
lr\
U\
H
CM
CM
00
iH
sO
OI
O
ITx
O
CM
OI
CM
CM
iH
9
8
l-J
g
Oí
N
a
O
rH
rH
s
•
§
M
Si
3
o
ñ
'4
cu
9
a
CM
CM
rH
rH
CM
ex,
3
-
T r a b a j a n d o cc:, l a iiáxico d e a s p a s d a a c e r o i n o x i ­
d a b l e se h i z o n o t a r que p ara u n a i n c l i n a c i ó n d e las
mismas de 8 mm.,
motor,
ya se t e n í a la c a r g a límite p a r a el
o s e a de 1 1 . 5 A m p e r i o s y al m i s m o t i e m p o s e o b ­
t endría u n a mejor saturación del aire como se indica
a continuación:
Matarlal
ASPAs-
Aluminio
i n
s
l l f t
a
c
l f a
2 5 mm.
S
a
r
g
12.0
a
l a
A.
la
s L
*
2 0 Bt/s
9
I n o x id a b le
8 mm.
11.5
20*25 m / s .
Ver d i s e ñ o dei a s p a de I n o x i d a b l e .
F rJNC I O N A M I E N T O D E L A T O R R E C O N D E N S A D O K A . -
Lo podemos considerar como 3 pasos a seguir x
lo.) L l e n a r l a p i l a de agu a de tal m a n e r a q u e l a
bomba
permanezca inundada.
2o.) E c h a r a andar la H é l i c e para que empiece
el p aso del aire a t r a v é s de los C o n d e n s a d o r e s m i x t o s .
3 . - ) M a n t e n e r l a b o m b a de a g u a t r a b a j a n d o p a r a que
en esta forma la superficie laminar esté bañada c o m p l a
t ácente y se l o gre h u m i d i f i c a c i ó n del aire.
Se debe tomar en cuenta que esta3 operaciones se
r e a l i z a r á n e n el m o m e n t o q u e s e c o n s i d e r e que e l p a s o
ASPA
de los
gases
a través
de los C o n d e n s a d o r e s
se e m p i e c e
a efectuar.
DISTRIBUCION DE LAS TOfLtES COND ENS ADO RAS .L a p r o d u c c i ó n se empezó p a r a u n a c a p a c i d a d de 1 0
toneladas. D e acuerdo con esto se hizo la distribución
de tres torres condensadoras en l a siguiente formas
S a l i e n d o los gas e s de l a t o r r e de d e s t i l a c i ó n ,
t u b e r í a se r e p a r t e en dos, c a d a u n a de las cuales
la
va
a d a r a u n C o n d e n s a d o r e x t r e m o . E n c a d a u n a de e l l a s
se r e a liza una condensación,
p a s a n d o los
g a s e s q u e no
llegan a condensarse a la Torre Condensadora Central
c u y a f u n c i ó n se pen3Ó d e s d e u n p r i n c i p i o en e n f r i a r l o s
gases restantes.
E n l o q u e s e r e f i e r e al a g u a q u e b a ñ a los c o n d e n ­
s a d o r e s es c o m o s i g u e s
Las dos
t o r r e s e x t r e m o se c o m u n i c a n e n t r e s í p o r
u n a t u b e r í a d e $0 m m . d e d i á m e t r o ,
teniendo una b omba
p a r a los dos c o n d e n s a d o r e s . L a T o r r e C e n t r a l c u e n t a c o n
u n a s o l a b o m b a segtín e l s i g u i e n t e D i a g r a m a .
c).- RENDIMIENTO COMPARATIVO
Uno de los problemas más serles que se han tenido
-
57 -
hasta la fecha en cualquier
tip o de c o n d e n s a d o r es l a
“I n c r u s t a c i ó n " .
Segiín e l c o n t e n i d o d e s a l e s
en el agua u t i l i z a d a ,
es l a i n c n u s t a c i ó n d e p o s i t a d a al e f e c t u a r s e
t a m i e n t o de l a m i s m a al r e a l i z a r s e
el c a l e n ­
el e n f r i a m i e n t o o
c o n d e n s a c i ó n de a l g d n f l u i d o .
L a tínica íoi-ma d e e v i t a r l a es u t i l i z a n d o a g u a
tilada,
des­
lo cual no siempre sucede tomando en c u e n t a el
c o s t o t a n e l e v a d o p a r a p r o d u c i r el a g u a d e s t i l a d a .
L a o t r a f o r m a es e s c o g i e n d o e l m a t e r i a l a d e c u a d o
q u e s o p o r t e u n a l i m p i e z a c o n á c i d o s c o m o l o e es e l A c á
ro
Inoxidable 304.
Los condensadores
Inoxidable
Acnotubulares
d e t u b o de a c e r o
se t r a t a n d e e v i t a r p o r e l c o s t o t a n e l e v a ­
do del tubo.
P a r a n u e s t r o c a s o con los C o n d e n s a d o r e s M i x t o s r e ­
s u l t a e c o nómico al seleccionar lám i n a d e l g a d a de A c e r o
I n o x i d a b l e c o m o l o d e m u e s t r a el B a l a n c e E c o n ó m i c o .
C a b e h a c e r l a a c l a r a c i ó n q u e e s t e t i p o de C o n d e n ­
sador no está diseñado para altas presiones. La p r e ­
s i ó n de p r u e b a a que h a n s i d o s o m e t i d o s
es d e 2 k g . / C m ^ ^
-5 8 -
C A P I T U L O
BALANCE TERMICO
IY
-59-
E1
balance
refiere
asi
a los
como
torre
viré
térmico
coeficientes
a los balances
condensadora ya
para
reales
se
Los
valores
tal
una
a trabajar
o sea
en una
desarrollo
de
ser
los valores
supuestos.
presentados
la planta ya
de
para
culan
tanto
los
coeficientes
totales
que
se
a
10
de
de
Con
calor
su capacidad.
son prác
ellos
como
transmitir
de 20
toneladas
a continuación
trabajando.
llegan
capacidad
a la mitad
ticas
res
calor
DE OPERACION
empezó
solamente,
de
obtenidos
teóricos
planta construida para
toneladas,
día
caloríficos
los
s e g u i d a se
transmisión
trabajando;
con
CONDICIONES
por
de
en
establecer una comparación
o prácticos
La
desarrollado
se
los
cal
calo
de
un fluido
lleva
en
la p l a n t a
los
puede
a otro.
Como
todo
es
automático
el
operador
el c o n t r o l
todos
según
estos
las
valores
se
valores
condiciones
se n e c e s i t e n p a r a o b t e n e r
Los
que
son los
el
de
GA STO S
Metano!
operación
producto.
siguientes:
4A0
1/h.
obtener
que
—»6 0 -
1050
1/h
Agua
27 0
1/h
t iré
500
nrVh.
Reflujo
Presión
1 0 0 0 mm.
'l'SI*P E R VIUR i. DE L O S GAJ3ES
Punto
1
66 °C
Punto
93°C
I unto 4
68 °C
Punóo
5
Punto
6
25 °C
Punto
E stos v a l o r e s
00
3
4*
O
7¿t°C
se l o c a l i z a n
fl ujo de gases p r e s e n t a d o
en
1
a co nti n u a c i ó n ;
de
agua.
-u-
40*C
TORRE
CONDE N
TORRE
CONDE N
TORRE
CO N D E N
N o.2
No. 3
No. 4
D i a g r a m a
F lu jo
de
Gases.
A nt e s de h a c e r el d e s a r r o l l o de c á l c u l o
coeficientes
densadora,
prácticos
obtenidos
de u n a torre c o n ­
e m p e z a r e m o s p o r el c á l c u l o p r á c t i c o
u n a u n i d a d c o n d e n s a d o r a l a cual
de
se p r o b ó c o n v a p o r
s a t u r a d o y en es a f o r m a f u e s o m e t i d o
ciones
de los
a varias condi
de flujo.
De e s t a m a n e r a al f i nal
del c a p í t u l o
n a c o m u a r a c i ó n de los c o e f i c i e n t e s
se h a c e u
obtenidos
un Cond ensa dor y para un a Torre condensadora.
para
- 63
~
C o n d e n s a d o r .a)Coeficientes
prácticos obtenidoss-
S o m e t i d o el c o n d e n s a d o r a p r u e b a de t r a b a j o p a r a
encontrar surendimiento individual
fué somet i d o a d i ­
ferentescondiciones con vapor saturado
e n c o n t r a n d o los
sigui entes v a l o r e s .
Vapor
Entrada
Salida
91° c
43° c
A g u a E n f r i a m i e n t o 24° c
48° c
Agua Enfriamiento.
Flujo.
C o n estos valores,
Condensado.
273 L t s / h r
75 Lts/hr.
e l cá^ftulo c o r r e s p o n d i e n t e d e l
c o e f i c i e n t e t o t a l de t r a n s m i s i ó n d e c a l o r fiuí e l si­
guiente :
V a p o r (91°c)
__________
632 Kcal./kg.
Calor absorbido
p o r e l a g u a . ________________ 6 3 5 - 43
o
Q =
dup.
592
Kcal./kg.
592 x 75 = 4 4 , 4 0 0 K e a l . / h r .
del
C o n d e n s a d o r => 0 , 9 1 5 x 2 * 4 4 * 2 . 2 3 5 ®.2
Q - 4 4 , 4 0 0 - 1 9 , 8 0 0 K.cal,/hr. m 2
A
2,235
ñacieudu una relación dv las teteus. del Vapor,
condensado y aguan de e n f r ;amiento encontramos la
Tm.
(i'emp. media) considerando un flujo paralelo.
91 °c ___________________
24°c
t, *
6?
4^°c
________ ____________48°c
6 ?°c
t, =
50
c
- 1 3 . 4 ____________________ 0*355 Ccte de acue£
5
do con gráficas)
8
Tm = 0.3 55 x 67 = 2 3 . °c
U - C oeficiente Total
ü
=
_iL
_i_
A
Tm
* 19,800 x _1
23TB
2
U - 835 K c a l./h r , m ° c .
Para encontrar las condiciones óptimas del conden­
sador fuó necesario e l someterlo a trabajos de opera­
ción d ifere n tes:
J
Agua»
2
( K c a l ./j r . m ° c . )
Vapor
(9 1 -9 3 ° c )
C l ./h r .)
83 5
273
667
335
11oO
387
Condensado.
( l./h r .)
75
39
95.
A l alimentar e l f l u j o v a p o r ,
l a c a i t l d a d ele c o n d e n ­
sado fuó variando en u n a forma favorable,
y la tempera­
tura del agua no aumentó mucho como se ve a continuación.
To d o se hizo considerando u n vo l u m e n de 1 litro
de condensado para
Vapor
9 1 °c
Agua
22° c
Temperaturas í
Agua.
Condensado.
Tiempo
25 °c
29 °c
0.34
22
27
0 .30
26.5
29
0.35
29
31
0.28
30
32
0.28
28
30
0.26
32
34
0.24
C o n s i d e r a n d o el TÍltimo v a l o r ,
Q
.
1
0.004
( Min.
0.24 Min.
— 0*004 hr *
s
250
Lts./hr. Condensado
~
66
-*
Coeficiente*
Vapor
( 91° c ) ____________________ 6 3 5 K c a i . / K g .
635
-
34
= 601 Kcal./Kg.
601 x 250 a 150,250 Kcal./hr.
Q ** 1 5 0 , 2 5 0 K c a l . / h r .
A = 2,23 5 m2
Q
4
Tm
S
» 150.250 « 67,250 K c a l./h r . m2
2,2 35
?
91 °c
______________________________ 34°c
22°c _____________________________
t, » 69°c
Tm =
t, -
2.3
32 °c
t 2 = 2°c
t2
69-2
log _La_
2.3
*2
_______ £Z________ r
2.3 log 29.5
Tm = 2 2 . 8 ° c
log
2
67_____ .
2 x 1.47
&Z_
2.94
- 67
U
a
w .
*
1
A
Im
= 67,250 x
i
—
22.6
ü « 2950 Kcal./hr.
m 2 °o
C o m o r e s u l t a d o p o d e m o s d e c i r q u e las c o n s i c i o n e s
máximas
de t r a b a j o d e u n a u n i d a d c o n d e n s a d o r a s o n l a s
siguientes i
Coef.
t o t a l de T r a n s m i s i ó n de c a l o r .
U = 2 9 5 0 K c a l . / h r . m 2 °c
Condenando
Temperaturas
- 250 Lts./hr.
finales:
C o n d e n s a d o __________________________ 34° c
32° c
Hg-ua - E n f r t a m
La Gráfica siguiente muestra el Coef» Máximo y
Condensado máximo
U
,
Vs.
Condensado.
-
a bis
69
) Coef. Prácticos obtenidos.
T o n e Condensadora.
La torre condensadora, o sea en si un condensa­
dor m-xto ya trabajando está formado por 14 Unidades
condensadoras .
La deteraiinuci¡5n do dichos coeficientes con datos
prácticos de la planta ya trabajando, o sea para v ap o ­
res de metanol, fuá ia siguientes
heflujo
10^0
Lts./hr.
Gases
68°c
Entrada
40° c S a l i d a
Agua
37°c
Entrada
40°c Salid*
De donde tenemos que el balance para det^rminac L(5i. del Coeficiente total de caler es el siguiente:
Superficie
- 0.91 *>
x 2.44 ~ 2.J3 m V C o n d .
Mo. Condensadores - 14/i o n e
S u p e r f i c i e Xotal
Condensado
- 2.33
x
14 = 31.30 m 2/l'orre.
® lí'^0 Lts./b
-
70 -
Como son 2 Torres*
1050
2
p.e.
1
0.800
a
525
»
0.800
525 =
Lts/hr
420 Kg./hr.
68°_________________________
300
Kcal/kg.
300 - 4C = 260
P o r t a n t o , 4-20 x 2 6 0 =
T O Q r0 0 0
31.3
109,0 00
Kcal./hr.
= 3,500 Kcal./hr m2
Al d e t e r m i n a r l a t e m p a a a t u r a m e d i a l o g a r í t m i c a ,
las temperaturas correspondientes
p a r a e l a g u a d e htí—
m i d i f i c a c i ó n e r a n las siguie n t e s :
Entrada
Salida
37° c
40° c
68°c
40° c
AGUA
Tm
=
?
Gases
Agua
*
T.
T 2.
2.3 log __£*
34
2 .3
.--6------
log
-
=
28
2.3
Im
71 -
=
log
5.65
....
3 8 _______
2.3 x
=
0.752
_2fi-
1.73
= I6.2° c
Sabemos
que
Q
= ü A
u
=
U
S
A
Tm
* ____ 3 %5.0fi—
i
Tm
16.2
2 1 5 K c a l / h r . m 2 °c
V a r i a n d o el C o n d e n s a d o a
3 10 Lts/hr.
L a variación de Coeficiente
ü
fué a
= 1 3 2 K c a l . / b r . m 2 °c
CONSIDERACIONES
E l agua se e n c o n t r a b a en l a e n t r a d a al l a s u p e r ­
ficie del condensador
temperatura,
y aalida del mismo,
34° c, o s e a q u e l a
a la misma
función desarrollada
por el a g u a se puede eonsid e r a r sol a m e n t e como m e d i o
t r a n s m i s o r entre l a p a red y el aire,
o s e a un h u m e c ­
tante del aire que facilite la m e j o r función del m i s m o
como enfriador o condensante del sistema.
T o m a n d o e n c u e n t a la H u m e d a d R e l a t i v a del Aire,
tanto a la Entrada como a la salida
podemos darnos
-
72
-
c u e n t a de l a f u n c i ó n que e s t á d e s a r r o l l a n d o el m i s m o
y s a b e r s i s u s a t u r a c i ó n es c o m p l e t a .
Valores
Entrada
Salida
C o n d e a s . 2 y 4-
34°c
34° c
C ondens.
24°c
24-°c
Agua
3
Aire:
T-B . B .
17°c (62° F)
29°c (84-°F)
Condens. 2 y 4
..■
1B.,.SJ_____ 24°c (75.2° F)31° c
= 1 3 «2°F
H
» 4°F
H = 85%
-
Salida
Entrada
Condens. 3»
B.H.
21.5° c(70° F)
1 7 °c (6 2 °F )
TB . 3 .
(88° F)
34°<?.Í2 5 *Z°?1
- 13.2° F
H
a
4 &%
a
9 OF
H = 64%
G o m o se ve e n los v a l o r e s o b t e n i d o s , los C o n d e n s a ­
d o r e s 2 y 4 t r a b a j a n b i ó n p u e s s u s a t u r a c i ó n es h a s t a
85£> a u n q u e a l p u e d e m e j o r a r m á s .
N o sucede lo m i s m o
c o n el C o n d e n s a d o r 3 el cual n o t r a b a j a ya que l a s a t a
r a c i ó n d e l a i r e l l e g a s o l a m e n t e a 64% l o c u a l n o es
da aceptable.
- 73
-
T ratando de mejorar el C o n densador 3 variamos la
c a n t i d a d de a g u a c o n l o c u a l los r e s u l t a d o s
son como
si g u e :
T u b e r í a de
Agua_________________38 mm D i á m e t r o
Válvula Abierta
_____________ _
Inicial
2 Vueltas
Entrada
Salida
GASES
54°c
37° c
AGUA
2 5°c
26°C
E n e l t r a n s c u r s o d e u n a h o r a se vi<5 e l c a m b i o s i ­
g u i e n t e e n las c o n d i c i o n e s de o p e r a c i ó n :
Final
Entrada
Salida
GASES
56°c
4 3 °c
AGUA
29°c
32° c
tB . H . l6° c»60*8° F
74° F
s 23°c
AIRE
TB.3.
23° c -73«4° F
T , = 12.6° F
9 1 . 4°F
=
17.4° F
s
H,s
S e g ú n los valores
dicha torre no trabaja,
T2
H 2 S 46° F
obtenidos
p a r a H, H 2 ,
lo cual lo está i ndi­
c a n d o además el i n c r e m e n t o en l a 2emp. d e los
Gases,
a la salida!
37°c ________________________ 4 3 °c
T r a t a n d o d e m e j o r a r las c o n d i c i o n e s d e t r a D a j o ,
se a u m e n t ó l a c a n t i d a d d e a g u a ( 4 l / 2 v u e l t a s
w
ia
-
Válvula),
74 -
c o n l o c u a l los r e s u l t a d o s
fueron;
Entrada
Salida
52°c
27 °c
GASES
AGUA
36°c
28.5° c
tB.H.
15° c =59°
T.
B.H
23° c=73.4° F
22°c = 71.6° F
f
HUMEDAD
C o m o se observa,
25.7° c =
78 °c
T , = 14.4° F
T 2 - 6.4° F
H,
H2 = 73%
s 42%
la humedad
aumentó con lo cual
s a l o g r ó u n a m e j o r s a t u r a c i ó n d e l a i r e , y al m i s m o
tiempo una mejor operación en la torre condensadora
No . 3 al b a j a r los
gases de
E n estas condiciones
Reflujo
52° c á 36° c.
se tenías
1100 Lts./hr.
Coeficientes
C o n d e n s a d o = 20% R e f l u j o .
1100 x 0.20 ■ 220 Lts./hr.
220 x 0.800 = 176 Kg./hr.
Para
52° c
160 Kcal./kg. de capacidad Cal.
160 - 3b
s
124 x 176 =
A
=
124
it
M
21,700 Kcal./hr
31.3
m2
ii
- 75
« 693 K c a l / h r . m2
2170Q
31.3
Im =
-
?
Gases
52°c
Agua
2 7 °c
36°
28,5°c
I , s 2 5 °c
Im
T¿= 7.5°o
25
-
2.3
l o g _,25.
7.5
7.5
17.5
2.3
Im
Por
=
17.5
2.3 log
■
x O
3 .3 2
17.5
.521
1.2
1 4 . 6°c
t a n t o : U - ____6 9 ^
a
47.4 Kcal/hr.
m 2 °c
14.6
Como lo demuestra el valor obtenido,
bajo,
es b a s t a n t e
lo c u a l nos v i e n e u n a v e z más a d e m o s t r a r
ÍUnción fundamental de esta condensador
que la
f i n a l es s o l a ­
m e n t e l a de e n f r i a r gases c o m o b a s e p a r a p o s t e r i o r
c o q
densacián.
Hac3 e n d o u n r e s u m e n d a l o s C o e f i c i e n t e s t e n e m o s :
U
C0NDEN3AD0.
- 76 -
215 Kcal./hr m
2
°c
525 Lts./hr.
132 Kcal./hr m 2 °c
310 Lts./hr.
Una comparación entre unidad condensadora y torre
condensadora resulta:
Unida! Condensadora:
Desde 667
hasta
2950 Kcal/hr m
2
°c
215 Kcal/hr. m
2
°c
Torre Condensadora:
Desde 132
hasta
Hay una razón para esa disminución y ella es la s¿
guiente:
Al obtener un coeficiente tan alto de 2950 se h a ­
cía para condensación de vapores de agua, y en el caso
del Coeficiente de 215 «s ya para vapores de metanol
pero no puros, ya que en el proceso tenemos gases ine£
tes como lo es el
el H
2,
producto de la misma reas,
ción.
Como se sabe los gases inertes bajan dichos coef¿,
cientes cuando de condensación se trata, y tratándose
de gases, esos coeficientes son diferentes al comparar­
se con líquidos.
b) Grado de Saturación del Aire.
Se dice que la saturación del aire será completa
cuando la presión parcial del Vapor del Agua en el mi¿
-
77 -
mo, sea igual a le presión parcial del Vapor de Agua
a la misma Temperatura.
Haciendo el cálculo ya con valores reales tenemos
que, de acuerdo con t abl as t
H, ■ 48%
.o.
gr. Agua
9 _____________________
s 24°c
i* 11 Kcal./kg.
Kg. Aire Seco
K2 = 8 5 i
26
-
AZUa
Sr -
i = 23.5 Kcal/Kg,
Kg. Aire Seco
B.S.
* 3l°c
Incremento = 26.-9 = 17
g r . Agua
-
Kg. Aire Seco
Cantidad de Aire.
Hélice,
Diámetro * 123 cm.
.785 x 1.23 2
s 15 m/seg.
S s Sección = O
V * Velocidad
V » Volumen * S. V.
= 1.185 x 15
s
=
V
17,8
17.8
m-Vseg
x
3600
a 64,000 m - V h r .
P s Densidad= 1*27
Aire
* 64,000 x
~
1.27
81,000 & g. ¿ i r e / h r .
= 1.185 m2
- 78
-
Cantidad de agua Evaporada.0*017 x 81,000 s 1380 K g » Agua/hr.
Cantidad de Calor Transmitido.C i )x « 11 Kcal/kg. Aire
( i )2 * 23.5 Kcal/kg. Aire
Incremento = 23.5 “ 13 “12.5 Kcal./Kg. Aire
Q - 12.5
81,000 ■ 1,012,000 Kcal/hr.
X
Coeficiente total de Tsansmisidn de Calor.Area s 31.3 m2/Torre
Area Total * 31.3 x 3 3 93*9 ffl2
Solo que en este caso se debe tomar en cuenta el
Area de una Torre, 31.3 m 2 , ya que todo el cálculo se
hace en este caso para una Unidad.
Q = 1,012,000 Kcal/kg.
A = 31.3 m 2
Tm
-
l6.2°c ( Dato calculado anteriormente)
Q a U A
de donde i
Q
U A
Tm.
._
Tm
31.3
=
x 16.2
1,01¿.>QQ0.. » 2000
507
U S 2 0 0 0 K c a l / h r m 2 °c
-
79 ~
C a l o r de V a p o r i z a c i ó n del Agua.
De acuerdo con el Balance Calorífico efectuado se
puede saber si es correcto al tratar de checar el
ca­
lor de Vaporización del Agua, como sigues
Calor total transmitido
= 1,012,000 Kcal./hr.
Calor Absorbido por el Aire.
s
a
81,000
81,000
x 0.3 x 7
x 2.1
a 170,000 Kcal/hr.
Diferencia
= 1 , 012,000 -
170,000
a 842,000 Kcal/hr.
Calor Transmitido al Agua Evaporada
« 842,000 Kcal./hr.
Agua Evaporada
= 1380 Kg. Agua/hr.
Calor - Vaporización
del Agua
»
Calor Transmitido
Agua Evaporada
1380
s
610 Kcal./kg.
Un trabajo satisfactorio realizado por el aire será
- 80
-
logrando la mayor saturación del mismo, como lo indican
los valores expresados en seguidas
A I R £
>r
t
B.¿».
Temp. bulbo seco.
B.H»
Temp. bulbo húmedo
H.
TB.3.
tb
.h .
incremento
H
de humedad.
Entrada
Salida
20°C
( 68°F )
24°C
( 75°F )
i5 ° c
C 59°F )
9°F
^o%
2 5 .5 ° c
( 78°F )
3°F
8j°%
Con ese grado de saturación del aire se tiene el
mejor rendimiento en una torre condensadora. Al obtener
estos valores la cantidad de condensado en las torres
era de 1000-1400 L/hr.
-81-
C A P I T U L O
B A L A N C E E CON O M I C O .
V
-82-
a) C o s t o del
Condensador.-
A1 h a c e r el d i s e ñ o
bases
fundamentales tomadas
Al e s c o g e r s e
nes y a e x p l i c a d a s ,
t a n t o en
das,
del c o n d e n s a d o r u n a de las
lo que
en c u e n t a fue su c o s t o .
el a c e r o Inox.
se emp ezó
se r e f i e r e
3 0 4 p o r las r a z o ­
a comparar precios
a t ub os p a r a v a r i a s m e d i
como de a c e r o I n o x i d a b l e y de F ierro.
El b a l a n c e
demostró grandes
ahorros
al u s a r l á
m i n a de las s i g u i e n t e s c a r a c t e r í s t i c a s :
L á m i n a de 9 1 * 5 x 2 4 4 cm.
ACERO 304
No.
C
Peso
Por
resultó
lo aue
se r e f i e r e
el s i g u i e n t e c u a d r o
24
= 0 . 6 2 mm.
= 1 1 . 0 k g . /l ám.
a t u b e r í a de
explicativo:
A cero
Inox.
-83-
<D
OJ -H
•O
0 -H
U U
O 0>
p , P<
í3
O CO
-P
o
o•
co
cu
o-
1
—1
o
o•
o
tf\
OJ#»
rH
o Oo
o•
•
Lf\ ro
C\J MD
rH
#» rH*»■
rH
m <u
O T3
rH
z
los
o
El
05
cO
W
de
varias
tuberías
i—l
costos
siguiente
cuadro
explicativo
demuestra
0
xi
<0
U
O i-H
P< (tí
0>
O tí
■H »H
O rH
a>
£
o O
o• o•
LT\
o
LIA CN
O
O•
o
CT>
O
O•
or
i—i
tfr
s
r
=
ro
v£>
O•
O
O
o
00
o•
o
y£>
rH
•
O
v£>
kD
v£>
3
4"
Ocr\
O
u
<D
O
crt
<D
tC
'fH
u
U
O <\J
ex, •
<D
•rH <—1
O ctí
•H <1>
<H d
-H
O
«
O
o
Q) i—I
3
•
CQ 0
<D
<D •
'd |j
o
05 >C¡
a> <u
co
O
rH
ci> p*
O
ÍH
■P
©
OJ
rH
ITN
Cv)
IfN
-84-
Co m o
lo d e m u e s t r a el v a l o r
en pe s o s ,
c u a l q u i e r t ubo n o es r e c o m e n d a b l e
escoger
p o r su c o s t o ta n
elevado.
Al h a c e r u n b a l a n c e c o n l a l á m i n a y a e s c o g i d a
se o b t u v i e r o n v a l o r e s b a s t a n t e
Superficie/lám.
satisfactorios:
* 0.915 x 2.44
2.23
=
Peso/lám.
* 1 1 . 0 0 0 kgs.
Precio
P o r tantos
Resulta
que
m . 2
-
^.9
kg/m2
-
$ 21 . 0 0 / k g .
21.00 x 4.9 * $ 103»60/m2.
aú n si se e s c o g i e r a el
ro I n o x i d a b l e m á s e c o n ó m i c o
tubo de Ace
($ 1 0 6 3 . 0 0 / m 2 )
l a lámi
n a r e s u l t a 10 v e c e s m á s e c o n ó m i c a ($ 1 0 3 . 6 0 / m 2 ) ,
al
f o r m a r el a c a n a l a d o
51
mm.
que c o r r e s p o n d e
a u n tubo de
de diám etr o.
COSTO DE L A TO R R E CONDENSADORA M I X T A
C o st o/S up.
*
$103.60/m2
Sup./Unidad
«
2.23/m2
Costo Unidad
=
103-60 x 2.23
= $
2 3 1.0 0
No.
de U n i d a d e s
=
14
-85-
Costo
total
*
1 4 x 231
=
$
3234.00
C a b e z a l e s : 1 lámina # 20
Acero 304
1 2 2 x 3 0 5 cm.
peso
* 27 d g . /l ám.
Costo
$
=
2 0. 0 0 / k g .
27x 20 - $ 540.00
P i l a de Agua:
if- 2 0
1 lám.
Acero 304
122 x
-
305
cm.
$ 450.00
Es truc t u r a :
A n g u l o de 6 x 50 mm.
4
tramos de 1 3 0 cm.
4
4
P e s o del
" "
9 6 cm.
" 1 2 0 cm.
Angulo
* 520 cm.
* 3 8 4 cm.
- 480 c m .
1 3 8 4 cm.
* 4 75/mt.
Precio
« $2 .50/kg.
Peso
*
13.84 x 4.75
6 5 * 8 0 kgs.
C osto
=
=
2.50 x 65-80
8 166.00
.86-
C a n a l de 6 x 101 mm.
5 tramos
Peso
de 120 cm.
de la c a n a l
Peso
*
6 0 0 cm.
= 1 0.0
kg/mt.
= 6.00
x 10
=
60 k g .
Precio
- $ 2.5 0/k g.
Costo
« 2.50
*
x 60
$ 150.00
T a p a s de A s b est o:
2 L á m i n a s de 5 x 1 2 2 0 x 3 6 6 0 mm.
Costo/lámina
Costo
=
$
=
90.00
2 x 90
8 180.00
TOTAL:
Superficie Condensante
Pila
*
3234 + 540
-
8 3774-.00
para Agua
*
11
540.00
Estructura
=
"
316.00
Tornillos
-
"
60.00
Hélice
-
"
520.00
Motor
*
" 1500.00
Bomba para Agua
*
"
Motor
*
" 1500.00
Tubería
=
"
846.00
100.00
-87-
Válvulas
$
220.00
T a p as
"
180.00
Gas A r g ó n
"
600.00
Mano
n
50 0 .o o
de o b r a
£ I0,fobb.uu
Como r e s u l t a d o f ina l
se ti ene
que el c o s t o de u-
n a t or re c o n d e n s a d o r a es de $ 1 0 , 6 5 6 . 0 0 p a r a u n a s u
perficie
de
3 1.3
m.2,
que r e s u l t a de:
3uperficie/0ondensador
- 2 .2 3 m . 2
S u p e r f i c i e / T or;re
= 2 , 2 3 x 14
=
31*3
m .2
De e s t a m a n e r a el c o sto p a r a c u a l q u i e r s u p e r f i
cié c o n d e n s a n t e
%
se e n c u e n t r a c o n sólo m u l t i p l i c a r
1 0 , 6 5 6 . 0 0 p o r u n f a c t o r n d e t e r m i n a d o que r e s u l t a
de:
n "
Siendo
n =
Superficie Necesaria
31.3
No.
de T o r r e s N e c e s a r i a s .
b) V a l e r c o m p a r a t i v o .E n el caso
t i e n e u n exceso
de u n c o n d e n s a d o r a c u o t u b u l a r se
de
t rabajo en el t e r m i n a d o de los
e s p e j o s p o r la gran, c a n t i d a d de b a r r e n o s
m a y o r í a de los ca s o ’
s se tiene.
que en la
-88-
S i n embeurgo en est e s e n t i d o n o p o d e m o s
en u n c o n d e n s a d o r m i x t o
tener espejos,
se
y a que este
d e c i r que
ahorre gran tiempo por no
tiempo
ahorrando
se e m p a ­
r e j a p o r la c a n t i d a d de s o l d a d u r a que es n e c e s a r i o
p a r a u n i r l a l á m i n a a c a n a l a d a a c a d a u n o de sus c a b e
zales.
E n el p r e d i o p o r m.2,
n i e n d o u n g r a n ah orr o
c a so
sin em bargo,
al no u t i l i z a r
se s i g u e te
tubo a ú n en el
de u t i l i z a r de ac ero al c a r b ó n de 51 mm.
metro,
co n p r e c i o de $ 2 6 . 0 0 el m e t r o
de d i á
li neal,
en el
mercado.
De a c u e r d o c o n estos p r e c i o s r e s u l t a que el
c o s t o p o r m. 2 de s u p e r f i c i e p a r a tubo de a c e r o
c a r b ó n de 51 mm.
de d i á m e t r o
es de $ 163-50,
S 1 0 3 . 6 0 de l a l á m i n a a c a n a l a d a de ac ero
3 0 4 No.
24 utilizada por nosotros.
al
contra
Inoxidable
-89-
G A P I T U L O
VI
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES
-90-
O b s e r v a c i o n e s .De acue rdo c o n l a l o c a l i z a c i ó n g e o g r á f i c a de
c a d a l u g a r es el g r a d o de h u m e d a d que se p u e d e t e ­
n e r en el m e d i o ambiente*
Al l o c a l i z a r r e g i o n e s
vemos
en u n a c a r t a g e o g r á f i c a
que el grado de s a t u r a c i ó n v a r í a y asi p o d e ­
mo s d a r n o s c u e n t a que se t ie ne d e s d e 40 % h a s t a 8 0 %
o más lo cual n o s d e m u e s t r a que en el p r i m e r caso
se t i e n e m a r g e n p a r a r e a l i z a r u n trabajo,
n a m a y o r satur aci ón,
que
n o asi
o sea u —
e n el seg und o caso
s u c e d e todo lo c o n t r a r i o y a que la s a t u r a c i ó n
es c as i completa.
Dando v a l o r e s c o n más d e t a l l e s
t enemos los si
g u i e n t e s lugares:
Se s i ó n
% Humedad Relativa
N o r t e y Sureste
de Chihuahua.
N o r t e y Sureste
de Coahuila.
N o r t e de Zacatecas.
---------------------------- 4 0 %
-91-
Parte
C e n t r a l de
Ch ih u a h u a ,
Dur ang o,
Z a cat eca s,
S a n L u i s Potosí,
G u a n a j u a t o y todo
el D. F.
---------------------------------------- 50%
C o s t a del P a c í f i c o
des­
de A c a p u l c o H a s t a M a z a tl á n y C o s t a n o r t e de
Tamaulipas.
C o s t a de C a m p e c h e y p a r
te C e n t r a l de Y u c a t á n y
Es t e de Q u i n t a n a Roo.
C o s t a de V e r acr uz,
b asco,
n a Roo.
Yucatán y
Ta-
^uinta
-------------------------------------------- 8 0 %
Considerando
nes más
-----------------------7 0 %
e sto p o d e m o s d e c i r que l as r e g i o
f a v o r a b l e s p a r a que las
ras t r a b a j e n son a q u el las
50%
torres c o n d e n s a d o ­
comprendidas
entre 40 y
de h u m e d a d r e la tiv a.
En los c o n d e n s a d o r e s m i x t o s
s a t u r a c i ó n de h a s t a 92%, y b a j o
se h a l o g r a d o u n a
estas c o n d i c i o n e s
-92-
su r e n d i m i e n t o
es de lo m e j o r que p u e d e d e s e a r s e .
Conclusiones.Los
condensadores mixtos
c i a c o n el t i e m p o
d i s m i n u y e n su e f i c i e n
al ir a c u m u l á n d o s e i n c r u s t a c i o n e s
en su s u p e r f i c i e .
E s t o lo p o d e m o s e l i m i n a r u t i l i z a n d o
lada,
en caso de n o hac erl o,
entonces
p i e z a c o n á ci do n í t r i c o que n o
agua desti
se h a c e l i m ­
afecta la superficie
del c o n d e n s a d o r p o r ser de acero.
E n lo que se r e f i e r e al a g u a d e e n f r i a m i e n t o ,
al e l e v a r s e m u c h o
su t em p e r a t u r a ,
por una purga
que se t i e n e se t i r a c i e r t a c a n t i d a d l a c u a l se re
p o n e p o r la v á l v u l a de f l o t a d o r c o l o c a d a p a r a tal
ob jet o,
de e s t a m a n e r a se l o g r a que l a t e m p e r a t u r a
del a g u a no 1 l e g u a a e l e v a r s e sino m a n t e n e r l a a un a t e m p e r a t u r a c o n s t a n t e de 35°C, y que el n i v e l
de la p i l a d e a g u a siem pre se m a n t e n g a a la a l t u r a
a d e c u a d a p a r a que esté s u c c i o n a n d o
l a bo mba .
El c o n d e n s a d o r m i x t o d e n t r o de las c o n d i c i o ­
nes
a que fue s o m e t i d o sus r e s u l t a d o s
tante
satisfactorias,
ta e c o n ó m i c o como
fueron b a s ­
t anto d e s d e el p u n t o de vi¿
se d e m u e s t r a en el c a p í t u l o V,
-93.
a s i
com o
de los r e s u l t a d o s p r á c t i c o s o b t e n i d o s
la t r a n s m i s i ó n de c a l o r c u y o s v a l o r e s
en el c a p í t u l o
Todo
zo
en
se i n d i c a n
IV.
su cálculo,
d i s e ñ o y c o n s t r u c c i ó n se h i ­
la p l a n t a Catálisis,
trabajando
en
act ual men te.
S.
A.
d o n d e se e n c u e n t r a
-
94-
B I B L I O G R A F I A
1.-
Manual del Ingeniero Químico.
Por John H. Perry, Ph. D.
Tomo I .
Edición en Español, 1958.
Por
2.-
• • U T E H A " .
V D X - Warmeatlas.
Berechnungsblatter fur den
War raeubergang.
3
Herau gegeben vom Verein
Deutscher Ingenieure.
Fachgruppe Verfahrenstechnik.
Descargar