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7/24/2019 Problema Douglas
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Unidad Iztapalapa
Licenciatura en Ingeniera En Energa
Integracin de Procesos
Dr. Zamora Mata Juan Manuel
Por:
Salinas Mancilla Laura Elena
tulo:
Pro!lema de Integracin de "alor de Douglas
7/24/2019 Problema Douglas
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Problema de integracin de Douglas
Considere el problema de integracin trmica con datos presentados en la
tabla 1. y considerando un Heat Recovery Aproach Temperature de 10.
!etermine las metas de energ"a.
Corrie
nte
Ts
#
$
To#
$
F#%tu&h
$
H#%tu&h$
H1 '(
0
1'0 1000 1)0000
H2 '0
0
100 *000 *00000
C1 +0 1(0 )000 1,0000
C2 1)
0
1+0 -000 )-0000
Hu )(0
)*0
cu /0 ,0
Coeficiente de pelcula para corrientesh=
40BTU
Fft
Costo de recuperadores y enriadores 23
10200+50A0.81
Costo de calentadores 23 12450+60A0.82
4ida de 5lanta ( a6os3
Tasa de inters 1(73
Costos de servicios de calentamiento8
h
Btu /(ao)
$0.035
Costos de servicios de enriamiento8
h
Btu /(ao)
$0.003
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Tabla1. In#ormacin de corrientes $ costos para el pro!lema de Douglas
%alance &lo!al:
qhu+qdis=qcu+q req 13
qhu+130000BTU
h +400000
BTU
h =qcu+180000
BTU
s +360000
BTU
s
qhuqcu=10000BTU
s
9tili:ando el mtodo de punto de pliegue;
Con base en la tabla 1< elaboraremos una lista de las temperaturas de
las temperaturas calientes y otra de las temperaturas r"as.
=ista de TH 100 1'0 '00 '(0=ista de TC +0 1)0 1(0 1+0
'(ora se utilizar) la lista de las temperaturas de la corriente #ra para crear otra
lista a la cual le llamaremos "*
lista TC> 100 1*0 1-0 '00
Utilizando esta +ltima lista $ la lista , ela!oraremos- la lista de interalos de
corrientes calientes para el diagrama:
?ntervalos deH
100 1'0 1*0 1-0 '00 '(0
/ la lista de alores para interalos de temperatura en el caso de las corrientes
#ras ser) los alores de interalos ,0 ,1'
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?ntervalos de C +0 110 1)0 1(0 1+0 '*0
"on lo 2ue el diagrama 2ueda de la siguiente manera:
Diagrama 1. "am!io de emperaturas en las corrientes
@e elaborara una tabla de calorB la ue contendrD datos interesantes
comen:ando por la dierencia de temperaturas en cada intervalo lo ue nos
ayudarD a determinar< el calor disponible< calor reuerido< calor neto y el calor
recuperado en cada uno de estos. 5ara esto debemos saber ue;
qdispk=i Hk
F Cpi Tk '3
qreqk=jCk
F Cpj Tk )3
qnetk=qdispkqreqk *3
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EqreckMin [qdisk qreqk] (3
FGemplo;
5ara k=1 T=50F
!ebido a ue solo interviene la corriente H1en ese intervaloHk=1=H1
qdis1=50000Btu
h
Como se observa en el diagrama no hay corrientes r"as en el intervalo 1 por lo
ue;
qreq1=0
E asi;
qrec1=0
qneto1=50000
Btu
h
"on la columna de calor neto haremos la suma entre intervalos para crear otra
columna ue llamaremos cascada trmicaB.
!elqneto en 81 podemos ceder
50000BTU
h al siguiente intervalo< para
as" tener;
qreq=420000BTU
h
+50000BTU
h
=470000BTU
h
@i proponemos el m"nimo valor de la columna de cascada trmica como el calor
ue necesitamos para calentamiento proveniente de servicios< es decir;
qhu=70000BTU
h < entonces comen:aremos a distribuir este calor donde sea
necesario< para esto se elabora la columna de cascada trmica balanceada.
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5or Iltimo se agregaran otras dos columnas entalpia acumulada por
corrientes calientesB y entalpia acumulada por corrientes r"asB ue se
elaboran a base de las columnas de calor disponible y calor reuerido
respectivamente.
Diagrama 2. Tabla de Calor valor encerrado es el punto de pliegue3
Calor recuperable #%tu&h$*/000
0@ervicios de enriamiento#%tu&h$
-0000
@ervicios de calentamiento#%tu&h$
/0000
De la ecuacin 345:
qhuqcu=10000BTU
s
70000BTU
s 60000
BTU
s =10000
BTU
s
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--00tDn1+a(--0
--00tDn10a(--0
--00tDn1a(--0
--00tDn'1a(--0
--00tDn1'a(--0
--10tDn)a(--1
Corrientes calientes
Corrientes r"as
Ental!a "#tu$%&
Temeratura "F&
Diagrama 3.0 "uras compuestas
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