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
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)
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
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.aspxla selecion del intercambiador es la opcion de arriba.
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