Investigacion de la empresa

La empresa la cual visite se llama Dulces Blueberry S.A. de C.V. se encuentra en la calle magneto No. 1810 parque industrial Fernandez, en dicha empresa se elaboran dulces de exportacion de diferentes tipos por ej. dulces de chocolate, dulces de gomitas etc.

bueno en este tipo de empresa utilizan un intercambiador de calor multitubular para calentar agua el cual se utilizara para mantener caliente el jarabe dulce a una temperatura con un rango de 160 a 180 grados F, es decir, ellos lo mensionaron como el enchaquetado de ollas de jarabe, al momento de transportar el jarabe hacia donde sera moldeado para la elaboracion del dulce tiene que tener una tenperatura como la ya mensionada y evitar que se enfrie para que no se enduresca el jarabe.

el intercambiador de calor es de acero inoxidable, serpentin de tubo de 1/8" de diametro, con una longitud de 18" y un diamtro exterior de 6", el intercambiador esta en forma vertical, aqui el agua es calentada por medio de vapor que se origina en una caldera, el agua viene de un tanque de almacenamiento a temperatura ambiente, la temperatura de salida del agua debe de tener una temperartura de salida de 160 a 180 grados F , la cual se transportara por medio de tubos hacia el proceso antes mensionado. el vapor de salida va un poco condensado el cual ya es de deshecho. en este tipo de intercambiador tiene un dispositivo de temperatura en la entrada del vapor, la forma del intercambiador es de este tipo:

donde la entrada y salida del vapor es por los ladosmas espesificamente, mientras que la del agua es por la perte superior de este dispositivo,

otro proceso donde interviene otro intercambiador es para la coccion final del jarabe, es decir, por medio del vapor que se origina en la caldera es como se cocina el jarabe el cual tiene una temperatura de entrada de 180 a 234 grados F y una salida de 270 a 275 grados F, en la entrada del intercambiador al igual que el anterior tienen un dispositivo para controlar la temperatura, el jarabe en la salida tiene que tener una cierta medida la cual ellos lo llaman grados brix que es (simbolo Bx) miden el cociente total de sacarosa disuelta en un liquido, es decir, la cantidad de azucares disuelta en zumos de fruta, bebidas suaves, y en la industria del azucar, estos grados deben de estar en un rango de 75 y 77 grados y los obtienen por medio de un refractometro es necesario hacer esto para continuar con el proceso.

el tipo del intercambiador tiene una longitud de 74" , multitubular con 1/8" de diametro de los tubos, como ya se mensiono el intracmbio de calor es del vapor hacia el jarabe para cocinarlo.

bueno eso es todo.

ENFRIADOR DE ETANO LIQUIDO

Especificaciones generales del proceso:

Flujo caliente: Etano liquido a 35 bar. de presión, flujo de 50 kg/s, que será enfriado desde una temperatura de entrada de 113 ªC hasta 38 ªC a un tanque de almacenamiento. No hay contaminación.
Refrigerante: Agua bien tratada desde una torre de enfriamiento a 27 ªC en verano y 17 ªC en invierno. La temperatura de salida no excederá 50 ªC. emplear una resistencia a la contaminación de 0.00018 (W/m2 K)-1. Sobre diseñar un 25% de superficie. Mantener una velocidad del flujo de 1.5 m/s como mínimo y 3 m/s como máximo para prevenir erosión. Para una caída de presión de 100 kPa existe una tolerancia de 10%.
Especificaciones de la construcción: Se requiere una longitud máxima de los tubos de 10m, los cuales serán de una aleación 0.5 de Cr en posición horizontal con arreglo multi- tubular simple.
Tipo de intercambiador de calor y localización del fluido: debido a que el etano está a alta presión, se requiere una construcción de concha y tubo. El agua se colocará a ¾” en tubos rectos para limpieza.

Datos
Flujo caliente:
Calor especifico; 1.78 kl/kg °K
Flujo másico; 50 kg/s
Presión; 35 bar
Tent.: 113° c
Tsal: 38° c

Refrigerante
Tent: (17 + 27)/2 = 22° C
Flujo masico: 155 kg/s

L: 10 m
Do: ¾” = 19mm

Para este intercambiador el método a utilizar sera el LMTD o la temperatura media logarítmica

Q = As F LMTD U

Para obtener el flujo de calor utilizaremos la siguiente formula

Q = Fm Cph (Tent – Tsal)h

Q = (50 kg/s) (1.78 kl/kg °k) (113 – 38)°k

Q = 6657 KW

Para el diseño del intercambiador utilizare el de contra flujo, donde por datos anteriores es el mas viable para utilizar.

Para obtener el factor de corrección necesario para tener los datos completos en la formula establecida al principio, y dado que es a contra flujo tenemos que:

obteniendo estos resultados nos vamos a las tablas para obtener el factor de correcion

F = 0.87

despues, para obtener el coeficiente de transferencia de calor es necesario conocer la resistencia a la contaminacion, como dato nos da le resistencia del agua tratada, pero para esto necesitamos el del agua y el del etano, para obtener una resistencia global que es la sumatoria de todas las sustancias antes mensionadas y asi obtener el coeficiente.

agua tratada..............................o.ooo18 ( m2 K/w)
agua............................................o.00014(m2 K/w)
etano...........................................0.00065(m2 K/w)

total.............................................o.ooo96(m2 K/w)

U= 1/(0.00096(m2 K/w)) = 1041.67 W/m2K

ahora para obtener el area efectiva de la carcasa despejamos As de la primera formula

As = Q / U F MLTD = 6675 kw/(1041.67 W/m2K * o.87 * 47.95) = 153.6 m2

para obtener el numero de tubos

At = D Lt π = (0.019m)(10m)π = 0.596m2

Nt = As/At = (153.6m2)/(.596m2) = 258 tubos

el diametro de la carcasa

Ds = √[(Cl/2.5)(As/Lt)(PR)2 (Dt)]

Ds = √[(0.87/2.5)(153.6/10)(1.75)2 (0.019)] = o.557m = 557mm

con los datos obtenidos el acomodo y el tipo de intercambiador sera de contra flujo 1-1 por ser el mas viable

INTERCAMBIADOR DE CALOR REAL

Serie K
El intercambiador de calor de la serie K es un intercambiador multitubular totalmente soldado con tubos interiores corrugados para una mayor transferencia térmica. El producto fluye a través de los tubos interiores y el medio de servicio fluye en el lado de la camisa. La serie K son intercambiadores de calor íntegramente en acero inoxidable adecuados para aplicaciones industriales. Es ideal para líquidos y gases, de baja a media viscos

http://www.hrs-heatexchangers.com/es/productos/intercambiadores-calor-tubos-corrugados/default.aspx

la selecion del intercambiador es la opcion de arriba.

http://www.directindustry.es/prod/apv/intercambiador-de-calor-de-coraza-y-tubos-5697-30171.html

proyecto con el software

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condensadores

CONDENSADORES

Condensador: Es un intercambiador de calor en el cual uno de los fluidos se enfría y se condensa conforme fluye a través de ese intercambiador.

El termino condensador de superficie se reserva para aparatos tubulares empleados en la condensación de vapor de agua.

Los condensadores de vapor son aparatos en los cuales se condensa el vapor de escape procedente de maquinas y turbinas. Dos son las ventajas que pueden considerarse empleando condensadores: 1) es la disminución de la presión de escape, con el consiguiente aumento de energía utilizable; 2) recuperación del condensado para utilizar lo como agua de alimentación para las calderas.

Tipos de condensadores

En las centrales térmicas se utilizan dos tipos de condensadores: (1) de superficie, y (2) de chorro. Los condensadores de superficie proporcionan una baja presión de escape y al mismo tiempo permiten recuperar el condensado. Las condensadores de chorro solamente proporcionan una baja presión de escape, pues el condensado se mezcla con el agua de refrigeración. Tratándose de turbinas de tamaño moderado, así como de maquinas de vapor de embolo, los condensadores de chorro tienen bastante aplicación.

Condensador de superficie
Consiste generalmente en un cilindro de hierro colado, o de chapa de hierro con una tapa porte tubos en cada extremo, los cuales unen entre si una multitud de tubos que forman la superficie de enfriamiento. El vapor de escape entra al condensador por un orificio situado en la parte superior de la envolvente y el agua de refrigeración pasa por el interior de los tubos. El vapor que hay que condensar normalmente pasa por fuera de los tubos, mientras el agua de enfriamiento pasa por el interior de los mismos. Esto se hace principalmente porque el vapor limpio no ensucia la superficie externa de los tubos. Un condensador puede tener




De mil a once mil tubos, los condensadores de superficie pueden ser de paso único, en los cuales el agua circula en un solo sentido a través de todos los tubos, o de dos pasos, en los cuales el agua circula en un sentido a través de la mitad de los tubos y vuelve a través de los restantes. La mayoría de los grandes condensadores están equipados con una bomba centrifuga para evacuar el condensado y un eyector de aire de de tipo de chorro para evacuar el aire y los gases.


Algunos requisitos para los condensadores de superficie
el vapor debe entrar en el condensador con la menor resistencia posible, y la caída de presión del mismo deberá ser reducido al mínimo
el aire debe evacuarse rápidamente de las superficies transmisoras de calor.
debe rápidamente evacuarse el condensado de las superficies transmisoras de calor.
el agua de refrigeración debe a atravesar el condensador con un razonamiento reducido, dejando un mínimo de sedimentos y con una absorción de calor máxima.

Condensador de chorro
El condensador de chorro puede ser de nivel bajo y barométrico. Los dos tipos son similares por lo que se refiere a la forma en la cual el vapor de escape y el agua de refrigeración se ponen en contacto directo. Los condensadores de chorro en los cuales el agua de refrigeración, el condensado y los gases no condensables son evacuados por medio de una de una sola bomba, se denominan condensadores de chorro, de vació reducido y de bajo nivel.
Este tipo de condensador trabaja en paralelo, es decir, que el vapor, el agua refrigerante y los gases no condensables circulan en el mismo sentido.




El condensador consiste en una cámara cilíndrica cerrada en cuya parte superior hay una caja de boquillas de agua, la cual va acoplada a un tubo en forma de ventura cuyo extremo inferior se halla sumergido en el agua, el agua pasa por las boquillas por la presión de la bomba y por el vació existente, los chorros están dirigidos a la garganta del tubo donde se reúnen para formar un solo chorro. El vapor de escape en el condensador por la parte superior se pone en contacto directo con los chorros de agua y se condensa, los chorros de agua alcanzan una velocidad suficiente para arrastrar el vapor condensado, el aire y los gases no condensables. De esta forma no se requiere bomba alguna para evacuar el aire y el agua.