Trabajo Practico Caprolactama Rev4
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TECNOLOGIADE LA ENERGIA TERMICA
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
CICLO DE REFRIGERACION
Alumnos: Anaut, María EugeniaBouzon, Anahí MaríaMatter, Mónica GabrielaPérez Lippi, Maria FlorenciaPirani Martinez, Karina NoeliaPizzella, Vanesa SoledadTrucco, Zelica
Docentes: Diana RattiAntonio VidelaJuan Martín Pandolfi
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
ÍNDICE
INDICE..........................................................................................................................2
1. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO......................................................................................3
2. RESUMEN DE PARÁMETROS.......................................................................................4
3. DIAGRAMA P-H.........................................................................................................5
4. PERFIL DE TEMPERATURAS
4.1. CONDENSADOR...............................................................................................................64.2. EVAPORADOR.................................................................................................................6
5. BALANCE DE MASA Y ENERGÍA (HYSYS)5.1. PFD...............................................................................................................................75.2. WORKBOOK....................................................................................................................7
6. CONDENSADOR
6.1. HOJA DE DATOS.............................................................................................................86.2. CÁLCULO TÉRMICO.........................................................................................................96.3. CÁLCULO HIDRÁULICO..................................................................................................16
7. EVAPORADOR
7.1. HOJA DE DATOS...........................................................................................................177.2. CÁLCULO TÉRMICO.......................................................................................................187.3. CÁLCULO HIDRÁULICO..................................................................................................22
8. ANÁLISIS DE PERFORMANCE....................................................................................24
9. ANÁLISIS ECONÓMICO
9.1. COSTO DE INVERSIÓN (CAPEX)......................................................................................359.2. COSTO DE OPERACIÓN (OPEX)......................................................................................36
ANEXOS.......................................................................................................................37
ANEXO 1 - WORKBOOK
ANEXO 2 - REVISION 1
ANEXO 3 - REVISION 2
ANEXO 4 - REVISION 3
ANEXO 5 - REVISION 4
ANEXO 6 - DATOS DEL GRUPO
ANEXO 7 - PLANILLA DE SEGUIMIENTO
ANEXO 8 - CORRECCIONES REALIZADAS
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
1. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO
- Fluido de proceso: Benceno- Fluido refrigerante: R-134a (1,1,2,2-tetrafluoretano)
Propiedades físicas:Fórmula
Peso molecular Kg/kmol 102.03PEN °C -26.06T crítica °C 101.08P crítica kPa 4060.3ρc Kg/m³ 515.3νc m³/kg 0.00194
R-134a es un refrigerante de cero potencial de destrucción del ozono y con propiedades muy similares al R-12. Es utilizado como un refrigerante puro en las aplicaciones que tradicionalmente usaban R-12 y como componente en mezclas de refrigerantes diseñadas para sustituir R-502 y R-22.
- Ciclo de refrigeración por compresión en dos etapas y economizador. Este es un ciclo de refrigeración en el cual se quiere refrigerar un fluido de proceso, Benceno, mediante el uso de un refrigerante, R134a. Dicho proceso se lleva a cabo haciendo circular al refrigerante, en primer lugar, por un condensador, por el cual también circula agua como servicio auxiliar, luego pasa por una válvula expansora, a continuación por un economizador, para después circular por otra válvula, hasta llegar al evaporador de allí pasa al compresor, luego al mezclador y por último a un segundo compresor para así cerrar el circuito. A continuación se coloca una breve descripción de lo que sucede en cada uno de los equipos nombrados anteriormente.Condensador: En este equipos entra vapor a una temperatura 73,3°C y a una presión de 14,5 bar, debido a que no se produce subenfriamiento encontraremos a la salida líquido saturado a una temperatura de 50°C y 20 bar. Para que ocurra lo descripto anteriormente se utiliza una corriente de agua de servicio.Salida de válvula I: Es una válvula a la cual entra liquido subenfriado con una presión igual a la del condensador, obteniendo a la salida vapor húmedo a un presión intermedia.Economizador: Es un equipo que se encarga de dividir corrientes permitiéndome separar las fases, es utilizado para evitar el enfriamiento intermedio mejorando así el efecto frigorífico. Trabaja a una temperatura de 27°C y una presión de 6,81 bar.Mezclador: En el se produce la mezcla y la homogenización de las corrientes que provienen del economizador (vapor) con las que provienen del compresor de la primera etapa (vapor sobrecalentado), las cuales se encuentran a diferentes presiones logrando además a la salida un equilibrio de las mismas.Válvula II: Es una válvula reductora la cual recibe un fluido con una presión igual a la que sale del economizador y genera que la presión de salida se igual a la del evaporador. Evaporador: En este equipo entra un fluido refrigerante (mezcla de líquido-vapor) el cual absorbe el calor del fluido del proceso (benceno) y sale vapor, trabaja a una temperatura de 1°C y a una presión de 3,2 bar.Compresor de primera etapa: Es el compresor de baja, recibe el fluido del evaporador (en estado de vapor) y sale a la presión de mezcla. Trabaja con una eficiencia adiabática de 0,75.Compresor de segunda etapa: Es el compresor de alta, recibe la corriente del fluido proveniente del mezclador para que salga como vapor para luego ingresar al condensador. Trabaja con una eficiencia adiabática de 0,75.
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
2. RESUMEN DE PARÁMETROS
RESUMEN DE PARAMETROSITEM Parámetro Valor Observaciones
Proceso
Fluido BencenoCaudal (Kg/s) 81.633Tent / Tsal (°C) 20/6Presión (bar) 5
Evaporador
Fluido R-134aCaudal (Kg/s) 15,44Carga Térmica (Kw) 2000P / T Refr (bar/ºC) 3,2/1Perfil Térmico Figura 1
CompresorRC(tot) / RC(et) 4,53/2,13Potencia (tot) / (et) (Kw) 791,79/378,77/413,02Eficiencia Adiab 0,75
EconomizadorP / T (bar/°C) 6,81/27Xvapor 0,2
Condensador
Carga Térmica (D y C) (Kw)
2789,85
P/Tent/Tsal Refr (bar/ºC/ºC)
14,5/73,20/50
T subenfriamiento No hay subenfriamientoPerfil Térmico Figura 2
Servicio Refr
Fluido AguaCaudal (Kg/s) 44,45Tent / Tint / Tsal (°C) 30/42,60/45Presión (bar) 5
Otros
Tipo de CicloDos etapas de
compresión con economizador
Diagrama P-h Figura 3COP 2,53COP ideal 5,592
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
3. DIAGRAMA P-H
Figura 3. Diagrama P-h R-134a- Ciclo de refrigeración Compuesto
4. PERFIL DE
TEMPERATURAS
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
4.1. CONDENSADOR
4.2. EVAPORADOR
5. BALANCE DE MASA Y ENERGÍA (HYSYS)
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
5.1. PFD
5.2. WORKBOOK
(VER ANEXO 1)
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
6. 6 CONDENSADOR
1.1. HOJA DE DATOS
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADORTET-TPI-DS-001UTN - FRBA
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CONDENSADOR - CICLO DE REFRIGERACION C-101
Código:
Juntas
Fecha:
Propuesta No.:
Referencia No.:
Arreglo Sellos de Bypass:
Soporte Tubos:
Agua
120158.63
46334.07 120158.63 120158.63
Baffles-Long.:
Baffles-Trans.:
Tapa Cabezal Flotante:
Placa Portatubos Fija:
Canal o Bonete:
Casco:
Tipo Tubos:
No. Tubos: 15/16DE, in: Esp, BWG: Long., m: Paso, in:14
R134a
Placa de Choque:
Material:
Tapa Casco:
Tapa Canal:
46334.07
Lado Casco
Lado Casco Lado Tubos
Entr. (Vap / Liq) Salida (Vap / Liq) Entr. (Vap / Liq) Salida (Vap / Liq)
Unión Tubo-Placa:
Tipo:
Entr. Mazo:
Tipo:
Hyd Test.:
DE, mm:
Tubos:
Sal. Mazo:
Lado Tubos Diagrama (Orientación Mazo / Conecc.)
6
62.36 50 30 45
65.4 1104 1004 992.2
0.1341 0.1492 0.7972 0.5939
1.057 1.712 4.313 4.318
0.1586 0.07125 0.6182 0.6376
102 102 18 18
1.473 1.473 1 1
921.297 3981
0.0000176 0.000176
0.689 Calc: 0.3428
Item No.:
Datos de Operación de la Unidad
14,5 5
155
Calor Intercamb., kW: DTML, °C: Ft:
Limpio:Calculado:Servicio:Coef. Transf., W/m2K: 600 591,547 591,547
0.9812.1682176
kg/h
kg/h
kg/h
kg/h
ºC
barg
kg/m3
cP
W/m2K
kJ/kgK
W/mK
kJ/kg
Peso Molecular, Vapor
m/s
bar
Coeficiente Pelicular
m2K/W
Caudal Total
Temperatura
Presión de Entrada
Densidad
Viscosidad
Calor Específico
Conductividad Térmica
Calor Latente
Ensuciamiento Requerido
Liquido
Vapor
No Condensable
MW, No Condensables
Velocidad
Caída de Presión
Fluido
Ubicación de Fluido
1036 3/4
1
Cab. Flotante:
TEMA Clase:
Observ.:
Casco:
Vacío:Peso, kg: Mazo:
Conex. Entr.:
Junta Expansión: v2, Pa
0.829 m Sello Tipo:
Tipo: %Cort:
Curva U:
Ent / Sal:C/C:Spaciado, mm:
triangulo
Entrada
Salida
Presión Diseño / Prueba
Temp. Diseño Max / Min
No. Pasos por Casco
Conectado en:
Sup / Casco, m2: 0.147
Placa Portatubos Flot.:
Permit.: Calc:0.13789 0.01028 Permit.:
Datos Constructivos del Casco
barg
ºC
Ubicación:
Servicio:
Universidad Tecnológica Nacional - FRBA
CABA
Condensador
Sup / Unid, m2: Cascos / Unid:
Tipo (Hor / Vert):Dimensiones: BEM Horizontal
359.611
Medrano 951
General
Cliente:
Dirección:
mm
Arreglo:
889DI, mm:
Intermedia
Connexiones: Diam. y Serie
5.8
Sobresp. de Corrosión
Serie
Proyecto No.:
10/07/2010 Rev.: 0
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6.1. CÁLCULO TÉRMICO
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6.2. CÁLCULO HIDRÁULICO
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7. EVAPORADOR
7.1. HOJA DE DATOS
7.2. CÁLCULO TÉRMICO
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EVAPORADOR
R134a (frío - coraza) Benceno (caliente - tubos)
hce 8976471J
kg hhe 635002
J
kg
hcs 8806863J
kg hhs 614390
J
kg
te 2.246 273.15( ) K Te 20 273.15( ) K
Ts 6 273.15( ) Kts 1 273.15( ) K
TmTs Te
2
tmte ts
2
Tm 286.15Ktm 274.773K
Wh293900kg
3600s
Wc35760kg
3600s
h 885.2kg
m3
ls 1290
kg
m3
vs 14.66
kg
m3
h 0.719210 3 Pa sls 0.259010 3 Pa s
Cph 1465.88J
kg K
Cpls 1353.92J
kg K
Kt 0.1342W
m K
kls 0.09673W
m K
Datos del equipo
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
Balance Entálpico
11.82 10 3N
m
199700J
kg
Q Wc hcs hce( )Q2 Wh hhs hhe( )
Q 1.685 106 W Q2 1.683 106 W
DMTLTe ts( ) Ts te( )[ ]
lnTe ts( )
Ts te( )
DMTL 9.402KFt 1
UD 600W
m2
K UD propuesto (Pág 6/23 soporte teórico de la guía
de casco y tubo- fluido: refrigerante)
Areal 353.339m2
Areal NTtabla De Lt
Lbmin 0.244m
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
Equipo Propuesto
AreqQ2
UD Ft DMTL
Areq 298.304m2
Di 0.0221m
Lt 4.5 m Npt 4 Arreglo cuadrado, 1-4
NTestAreq
De Lt
LbLt
Nb 1 Lb 0.409m
NTest 830.735 NTtabla 984 Dhaz 1.2192m
LbminDhaz
5
Lbmax Dhaz Lbmax 1.219m
Deq 0.0251m (Ref: Pág 17/23 tabla 15)De 0.0254m
Nb 10
BWG 14
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
Coeficiente Pelicular (lado Tubos): ht
Aft Di
2NTtabla
4 Npt Aft 0.094m
2
GtWh
Aft Gt 865.142
kg
m2
s vt
Wh
Aft h
vt 0.977m
s
Ret DiGt
h
Ret 2.658 104 turbulento
Prt Cphh
Kt
Prt 7.856
Fv 1 asumo
Nut 0.027Ret0.8 Prt
1
3 Fv
Nut 185.98
hi NutKt
Di
hio hiDi
De
hio 982.619W
m2
K
Coeficiente pelicular (Coraza) - Método Foster y Zuber
ho 5000W
m2
K
supongo un ho
Twmho2 Tm hio tm( )
ho2 hio
Twm 284.345K
Pw 431.0103 Pa
ho3 0.00122kls
0.79Cpls
0.45 ls0.49 Twm Ts( )
0.24 Pw Ps( )0.75
0.5 ls0.29 0.24 vs
0.24
ho3 5.215 103W
m2
K
ho 5215W
m2
K
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
Iteración 3
Cierra la iteración Dif 0,096%
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
Verificación del área
Uc1
ho
1
hio
1
Uc 826.827W
m2
K
Referencias de ensuciamiento:
Rf refrigerante líquido 0,0002 m2K/W (Pág 9/23)
Rf Productos líquidos 0,0002 m2K/W(Pág 9/23)
Ud1
Uc0.0002
m2K
W
0.0002m
2K
W
De
Di
1
Ud 610.014W
m2
K
AreqQ2
Ud Ft DMTL
Areq 293.407m2
Areal NTtabla De Lt
Areal 353.339m2
SobD 100Areal Areq( )
Areq
SobD 20.426
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
7.3. CÁLCULO HIDRÁULICO
Pérdida de Carga por tubos
ft 0.00350.264
Ret0.42
ft 7.158 10 3
Pt 0.51
hGt
2 4Npt 4 ft LtNpt
Di
Pt 16623.556Pamenor a 70000 Pa entonces verifica
Pérdida de Carga por coraza
Deqh Dhaz De 1.194m
Deqh 1.194m
hl Deqh 0.0508m 1.245m
g 9.807m
s2
ls 1.29 103kg
m3
Ps g ls hl 1.574 104 Pamenor a 70000 Pa entonces verifica
Verificación del calor máximo
qmax1 0.18 vs g ls vs( )
vs2
1
4
2.39Pt
De NTtabla
qmax1 4.571 104kg
s3
q 0.8 qmax1
qverificación 0.8 qmax1
qverificación 3.656 104kg
s3
qQ2
Areal
q 4.762 103kg
s3
% q100
qmax1
% 10.42 Verifica
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Verificación de Velocidad
Dhaz 1.219m Ds 1.5 Dhaz Ds 1.829m
hl 1.245m
c cos asin
hlDs
2
Ds
2
Ds
c 1.705m
Als c Lt Als 7.674m2
volsWc
vs vols 0.678
m3
s
vvols
Als
v 0.088m
s
v vmaxvmax 0.2
m
s
ls vs( )
vs
0.5
vmax 1.865
m
s Verifica la velocidad máx
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
8. ANÁLISIS DE PERFORMANCE
1) PROCESAMIENTO DE UN 10% MAS DE CAUDAL AL DIA DE LA PUESTA EN MARCHA
Diseño del condensador-Preliminar
Datos de los fluidos:
R-134a
(Aclaración: el subindice s corresponde para el refrigerante R-134a y el subindice t corresponde al agua)
Ws 50967.477kg
hr
Te 62.36 273.15( ) KTc 50.5 273.15( ) KReferencia: Tabla 5, pag 9/23 de Anexo de Secciones Guia Soporte (Líquidos refrigerantes)
Rds 0.0001hr ft
2 RBTU
*R-134a circula por coraza.R-134a líquido a Tf R-134a gaseoso
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155000J
kg
sl 1104kg
m3
sv 65.4kg
m3
sl 0.1492103 Pa s sv 0.0134110
3 Pa s
cpsl 1712J
kg K cpsv 1057
J
kg K
ksl 0.07125W
m K ksv 0.01586
W
m K
Agua
te 30 273.15( ) K t 998.1kg
m3
ts 45 273.15( ) K t 0.69555103 Pa s
Rdt 0.001hr ft
2 RBTU
cpt 4315.5J
kg K
Referencia: Tabla 6, pag 11/23 de Anexo de Secciones Guia Soporte (Agua de la ciudad o de pozo con velocidad menor a 3 pies por segundo)
Datos de diseño de condensador (casco y tubo):
Equipo BEM-1:6
do 0.01905m di 0.0148336m Pt 0.0238mTriangularhorizontal
Ds 35 in( ) Ds 0.889m L 5.8 m Nt 1036
Nb 6 Npt 6 Nps 1
NbmáxL
Ds 0.21 Nbmáx 31.621
LbL
Nb 1Lb 0.829m
1.Cálculos:
1.1-Balance entálpico:
Q Ws Q 2.194 106 W
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
NbminL
Ds1 Nbmin 5.524
Qs Ws cpsv Te Tc( ) Qs 1.775 105 W
Q Q QsQ 2.372 10
6 W
1.2-Caudal de agua y temperatura intermedia:
WtQ
cpt ts te( ) Wt 36.642
kg
s
ti tsQs
cpt Wt ti 317.028K
1.3-Cálculo del DTML balanceado:
Observación: el subíndice indica calor latente y el subíndice s indica calor sensible.
DTMLTc ti( ) Tc te( )
lnTc tiTc te
DTML 12.281K
En la zona de condensación no es necesaria la corrección por Ft
DTMLsTe ts( ) Tc ti( )
lnTe tsTc ti
DTMLs 11.142K
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
En la zona de enfriamiento sí es necesaria la corrección mediante un valor de Ft:
RTe Tcts ti
R 10.567
Sts tiTe ti
S 0.061
Ft 0.98
DTMLbalQ
QDTML
Qs
DTMLs
1
Ft
DTMLbal 12.168K
1.4-Cálculo de coeficientes peliculares 1.4.1-Coeficiente de transferencia para el agua:
vt 1m
s Tma 310.65K deqt 0.0183m O 1
Cálculo del coeficiente pelicular utilizando la correlación correspondiente para agua:
hto1423J
m2.6
K s0.2
1 0.0146te ts( )
K 2273.15
vt
0.8
di0.2
hto 5.112 103
kg
K s3
htiohto di
do3.981 10
3kg
K s3
1.4.2-Coeficiente de transferencia para R-134a:
Simplificación: se considera el valor de Lc=L para el cálculo inicial, siendo entonces f=L/Lc=1 y luego mediante iteración calculamos el valor real de Lc.
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
Zona de calor latente:Cálculo para un condensador horizontal, según método Kern.
Deq 0.0183m 0.018mG''
Ws
L Nt
2
3
G'' 0.024kg
m s
Res4 G''sl
Res 639.166
Res<1800Correlación elegida:
hs 1.51 9.8m
s2
sl2
ksl3
sl2
Res
1
3
hs 1.015 103
kg
K s3
Cálculo de Tw y Tf:
Twhs Tc htio ts te( ) 0.5[ ]
hs htio Tw 313.291K
Tf 0.5 Tc Tw( ) Tf 318.471K
Observación: No es necesaria la corrección de hs.
Cálculo de Uc y área requerida en zona de condensación
Uc1 htio1
hs1 1
Uc1 808.72kg
K s3
Ar1Q
DTML Uc1 Ar1 220.941m
2
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
Zona de calor sensible:
c 2.998 108
m
s
c Pt do
Afs Dsc
Pt Lb Afs 0.147m
2
vsWs
sv Afs vs 1.473
m
s
Res2sv vs Deq
sv Res2 1.314 10
5
Prssv cpsv
ksv Prs 0.894
hs2 196.405kg
K s3
Cálculo de Uc y área requerida para la zona de calor sensible:
Uc2 187.17kg
K s3
Ar2 85.105m
21.4.3-Corrección de la Longitud de condensación:Lc L
Ar1
Ar2 Ar1
Lc 4.187mf
Lc
L
f 0.722
hs2 0.36Res20.55 Prs
1
3ksv
Deq
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
Uc2 htio1
hs21 1
Ar2Qs
DTMLs Uc2
Iteración:
Zona de calor latente:
Lc1 f1 L Lc1 3.944m
G1''Ws
Lc1 Nt
2
3
G1'' 0.035kg
m s
Res14 G1''sl
Res1 939.951
f1 0.68
hs1 1.51 9.8m
s2
sl2
ksl3
sl2
Res1
1
3
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
hs1 892.488kg
K s3
Tw1hs1 Tc htio ts te( ) 0.5[ ]
hs1 htio Tw1 313.031K
Tf1 0.5 Tc Tw( ) Tf1 318.471K
Uc11 htio1
hs11 1
Uc11 729.029kg
K s3
Ar11Q
DTML Uc11 Ar11 245.092m
2
Lc1Ar11
Ar2 Ar11L Lc1 4.305m
f2Lc1
L f2 0.742
1.5-Cálculo de área total requerida y coeficientes globales
1.5.1-Área total requerida:
Ar Ar11 Ar2 Ar 330.197m2
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
EL EQUIPO VERIFICA TERMICAMENTE CON EL AUMENTO DEL 10% DEL CAUDAL
1.5.2-Coeficientes de transferencia:
hbalhs1 Ar11 hs2 Ar2( )
Ar11 Ar2 hbal 713.08
kg
K s3
UcUc11 Ar11 Uc2 Ar2( )
Ar11 Ar2
Uc 589.371kg
K s3
Ud Uc1
Rds Rdtdo
di
1 Ud 515.33
kg
K s3
1.5.3-Área real del equipo:
A Nt do L A 359.611m2
1.5.4-Sobredimensionamiento:
Sob%A Ar
Ar100 Sob% 8.908
1.6-Cálculo de pérdida de carga
1.6.1-Tubos:
Rett vt di
t Ret 2.129 10
4
ft 0.00350.264
Ret0.42
ft 7.516 103
Pt 0.5 t vt2 4 ft L
Npt
di
Pt 3.52 104 Pa
1.6.2-Coraza-Zona de condensación:
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
Afs1 Dsc
Pt Lb Afs1 0.147m
2
ReslWs Deq
Afs1sl( )
2
Resl 2.362 104
ft 0.065
ft0.432
Resl0.188
Ps10.5
sv sl( )
2
Ws
Afs1
2
4 ft DsNb 1
Deq
Ar11
Ar11 Ar2 Ps1 520.93Pa
1.6.3-Coraza-Zona de calor sensible:
Afs22 Dsc
Pt Lb Afs22 0.147m
2
ResvWs Deq
Afs22 sv( ) Resv 1.314 10
5
ft30.432
Resv0.188
ft3 0.047
Ps20.5
sv( )( )
Ws
Afs22
2
4 ft3 DsNb 1
Deq
Ar2
Ar11 Ar2
Ps2 1.171 103 Pa
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
LA PERDIDA DE PRESIÓN MÁXIMA PARA TUBOS ES 10 PSIA Y PARA CORAZA 2 PSIA, POR LO TANTO EL CONDENSADOR VERIFICA HIDRÁULICAMENTE
2) ANÁLISIS DE PERFORMANCE - EVAPORADOR - AUMENTANDO 10% DEL CAUDAL DE BENCENO
El Benceno es el fluido caliente tubos.
El nuevo caudal = 89.803 Kg/s (un 10% mas que en el proceso principal)
Analizamos la performance en las condiciones del equipo propuesto.
UD propuesto (pág 6/23 guía casco y tubo - Fluido: Refrigerante)
Areq 328.134m2
DMTLTe ts( ) Ts te( )[ ]
lnTe ts( )
Ts te( )
DMTL 9.402K
Ft 1
UD 600W
m2
K
AreqQ2
UD Ft DMTL
Balance Entálpico
Q Wc hcs hce( )
Q2 Wh hhs hhe( )
Q 1.685 106 W
Q2 1.851 106 W
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
El hio es mayor que en el caso anterior por aumentar la velocidad en tubos por el aumento de caudal.
Coeficiente pelicular en coraza - Método Foster y Zuber
Coeficiente Pelicular (lado Tubos): ht
Aft Di
2NTtabla
4 Npt Aft 0.094m
2
GtWh
Aft Gt 951.657
kg
m2
s vt
Wh
Aft h
vt 1.075m
s
Ret DiGt
h
Ret 2.924 104 turbulento
Prt Cphh
Kt
Prt 7.856
Fv 1 asumo
Nut 0.027Ret0.8 Prt
1
3 Fv
Nut 200.715
hi NutKt
Di
hio hiDi
De
hio 1.06 103W
m2
K
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
El coeficiente pelicular en coraza no se modifica:
Referencias de ensuciamiento:
Rf refrigerante líquido 0,0002 m2K/W (Pág 9/23)
Rf Productos líquidos 0,0002 m2K/W(Pág 9/23)
ho 5215W
m2
K
Verificación del área
Uc1
ho
1
hio
1
Uc 881.266W
m2
K
Ud1
Uc0.0002
m2K
W
0.0002m
2K
W
De
Di
1
Ud 639.143W
m2
K
AreqQ2
Ud Ft DMTL
Areq 308.038m2
Areal NTtabla De Lt
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
El sobredimensionamiento disminuyó respecto al proceso principal. Esto se debe a que en las nuevas condiciones se necesita un área mayor para transferir la misma cantidad de calor requerida por el proceso.
Pérdida de Carga por coraza La perdida de carga por coraza no se modifica.
Areal 353.339m2
SobD 100Areal Areq( )
Areq
SobD 14.706
Pérdida de Carga por tubos
ft 0.00350.264
Ret0.42
ft 7.015 10 3
Pt 0.51
hGt
2 4Npt 4 ft LtNpt
Di
Pt 19875.274Pa menor a 70000 Pa entonces verifica
Ps g ls hl 1.574 104 Pa menor a 70000 Pa entonces verifica
Verificación del calor máximo
qmax1 0.18 vs g ls vs( )
vs2
1
4
2.39Pt
De NTtabla
qmax1 4.571 104kg
s3
q 0.8 qmax1
qverificación 0.8 qmax1 qverificación 3.656 104kg
s3
qQ2
Areal
q 5.239 103kg
s3
% q
100
qmax1
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
Verificación de Velocidad La verificación de la velocidad no se altera con la variación de caudal de Benceno.
9. ANÁLISIS ECONÓMICO
9.1. COSTO DE INVERSIÓN (CAPEX)
% 11.462 Verifica
Costo de inversiónCasco y tubo: 120 USD/m2
Acond 359.611
Aev 353.4
Costo 120
Costo_cond Acond Costo
Costo_cond 4.315 104
Costo_evap Aev Costo 4.241 104
m2
m2
USD
USD
USD
HP
HP
HP
USD
USD
USD
USD
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
9.2. COSTO DE OPERACIÓN (OPEX)
Costo_cond 4.315 104
Compresores
PotenciaC1 273.45
PotenciaC2 368.55
Potencia_total PotenciaC1 PotenciaC2 642
Costo_compresores Potencia_total 1000 6.42 105
Costo de equipos
Costo_eq Costo_cond Costo_evap Costo_compresores 7.276 105
Costo instalado
Relacion 4
Costo_instalado Costo_eq Relacion 2.91 106
CAPEX Costo_instalado 2.91 106
USD
USD
USD
USD
m3/h
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TRABAJO PRACTICO INTEGRADOR
Se consideran 5 días de parada de plantaPotencia_kwhPotencia_total 24 360
1.34054.138 10
6
Electricidad 0.08Potencia_kwh 3.31 105
Caudal_agua 119919.6
Costo_agua 0.2 Caudal_agua 24 360 2.072 108
m3/h
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ANEXOS
ANEXO 1 – WORKBOOK
ANEXO 2 – REVISIÓN 1
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ANEXO 3 – REVISIÓN 2
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ANEXO 4 – REVISIÓN 3
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ANEXO 5 – REVISIÓN 4
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ANEXO 6 – DATOS DEL GRUPO
DATOS DEL GRUPOGRUPO Nro: Cuatr / Año:
Apellido Nombre Legajo Email Trabajo
Anaut María Eugenia [email protected]
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Bouzón Anahí María 133117-6 [email protected]
Matter Mónica Gabriela 117825-8 [email protected]
Pérez Lippi Maria Florencia 111701-4 [email protected]
Pirani Martinez Karina Noelia 120989-9 [email protected]
Pizzella Vanesa 118157-9 [email protected]
Trucco Zelika 119264-4 [email protected]
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ANEXO 7 - PLANILLA DE SEGUIMIENTO
PLANILLA DE SEGUIMIENTOGRUPO Nro: Cuatr / Año:
ITEMFecha Presentación
ObservacionesPreliminar(*) Avance (*) Definitivo (*)
Bce masa y energia
EvaporadorCondensadorAeroenfriadorEconomizadorCompresorDiagrama P-h
Perfiles Térmicos
EvaporadorCondensador
Memoria Calculo
CondensadorEvaporadorAeroenfriadorPerformance
EntregaPapelArchivos
Preliminar: cálculos completos manuscritos, propiedades de tablas.Avance: cálculos parciales, propiedades del Hysys.Definitivo: cálculos completos con software, propiedades del Hysys.
DETALLE DE OBSERVACIONESObs Fecha Presente Comentario
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ANEXO 8 - CORRECCIONES REALIZADAS