INTERCAMBIADORESCALCULOS Y DISEO DE LOS INTERCAMBIADORES DE CALORINTERCAMBIADOR DE CALORE - 120E - 220Caida de PresionBar0.100.10Temp. Entradao C / oF25.1377.2390.52194.94Temp. Salidao C / oF68.40155.12180356Ht Duty Calc.MJ/h / Btu/h791.1356749851.8661691461.22581384974.82988

INTERCAMBIADOR E- 120 (Calentador)Asunciones:* El Intercambiador utilizado es de tipo de Doble Tubo* Por el espacio anular pasa el fluido de proceso y por el interior del tubo concentrico va el vapor de agua saturado, del libro Kern U < 100 - 200 > Btu/h.ft2.oF. Se tomara U = 150 Btu/h.ft2oF = 851.74 W/m2.oC* Como fluido calefactor utilizamos vapor de agua saturado, que se hace circular por el tubo concentrico a 107.1 oC y 1.3 Bar (Presion baja) en cantidades necesaria de manera que no se produzca enfriamiento.
JOSE LUIS AGUILAR: JOSE LUIS AGUILAR:Heuristicos Ulrich - Pag 469 LMTD = MTD =57.65
JOSE LUIS AGUILAR: JOSE LUIS AGUILAR:ContracorrienteoCEsto quiere decir, el intercambiador esta en contracorriente verdadera, puesto que el fluido del lado de la coraza es isotrmico.Q = U * A * MTDDespejamos A:A (m2) =4.48A (ft2) =48.17* Donde para el vapor saturado:Se utilizara un intercambiador de Doble TuboHvap. Sat (KJ/Kg) =2687 condensacion =2237.8Hliq. Sat (KJ/Kg) =449.2m Vapor (kg/h) =353.53De la tabla 11 del Kern: Para tubo estndar de 1 1/4 plg IPS, hay 0.435 pie2 de superficie externa por pie de longitud.*El arreglo de las horquillas es de 20 ft de longitud de 2 x 1 1/4 TABLA 6.1. CONEXIONES PARA INTERCAMBIADORES DE DOBLE TUBOLongitud requerida sera:110.7ft linealesTubo exterior IPS (Inch)Tubo interior IPS (Inch)Se necesita conectar tres horquilla de 20 pies.21 1/4La superficie suministrada sera en realidad 120 X 0.435 = 52.2 ft2 = 4.85 m22 1/21 1/4U corregido =785.92J/m2.seg.oC(Dentro del rango)32U corregido =138.42Btu/h.ft2.oF(Dentro del rango)43

Observacion: El flujo de los fluidos es a contracorriente verdadera o pura.Observacion: Normalmente el fluido frio se coloca en el espacio anular, y el fluido caliente va en interior del tubo interior.

INTERCAMBIADOR E- 220 (Calentador)Asunciones:* El Intercambiador utilizado es de tipo de Doble Tubo* Por el espacio anular pasa el fluido de proceso y por el interior del tubo concentrico va el vapor de agua saturado, del libro Kern U < 100 - 200 > Btu/h.ft2.oF. Se tomara U = 150 Btu/h.ft2oF = 851.74 W/m2.oC* Como fluido calefactor utilizamos vapor de agua saturado, que se hace circular por el tubo concentrico a 204 oC y 17 Bar (Presion moderada) en cantidades necesaria de manera que no se produzca enfriamiento.* Como T1 = T2 = 204 oC = 399.2 oF, R ser 0, por lo que el factor F es 1. LMTD = MTD =57.96
JOSE LUIS AGUILAR: JOSE LUIS AGUILAR:ContracorrienteoCEsto quiere decir, el intercambiador esta en contracorriente verdadera, puesto que el fluido que va por el interior del tubo concentrico es isotrmico.Q = U * A * MTDDespejamos A:A (m2) =8.22A (ft2) =88.50* Donde para el vapor saturado:Hvap. Sat (KJ/Kg) =2793.4 condensacion =1921.6Hliq. Sat (KJ/Kg) =871.8m Vapor (kg/h) =760.4214196503De la tabla 11 del Kern: Para tubo estndar de 1 1/4 plg IPS, hay 0.435 pie2 de superficie externa por pie de longitud.*El arreglo de las horquillas es de 20 ft de longitud de 2 x 1 1/4 TABLA 6.1. CONEXIONES PARA INTERCAMBIADORES DE DOBLE TUBOLongitud requerida sera:203.4424768804ft linealesTubo exterior IPS (Inch)Tubo interior IPS (Inch)Se necesitan conectar cinco horquillas de 20 pies.21 1/4La superficie suministrada sera en realidad 200 X 0.435 = 87 ft2 = 8.08 m22 1/21 1/4U corregido =866.68J/m2.seg.oC(Dentro del rango)32U corregido =152.64Btu/h.ft2.oF(Dentro del rango)43

Observacion: El flujo de los fluidos es a contracorriente verdadera o pura.Observacion: Normalmente el fluido frio se coloca en el espacio anular, y el fluido caliente va en interior del tubo interior.

Se falto de identificar la presion de la gasolinaUn calentador que usa vapor saturado no puede funcionar en forma de contra-corriente.

Croquis y ComentariosCalentador de Gasolina propuesto por Jose Luis AguilarComentarios sobre este diseno:1.Este diseno no puede funcionar como se propone;2.Los calculos de proceso para dimensionar este calentador son erroneos;3.Se debe de identificar los valores de las presiones de ambos fluidos para poder calcular o escoger el espesor o "cedula" de los tubos empleados en este tipo de intercambiador de doble tubo.Detallando:Este calentador no esta en forma de "contra-corriente" como se describe. Un calentador a vapor saturado no puede existir ya que por definicion el vapor es un "bano" de fluido alrededor de toda la longitud del tubo para ser calentado. El vapor provee su calor latente y, a su vez, se convierte en condensado que debe ser drenado inmediatamente.

Pero sucede, en esta propuesta, que el condensado no se puede drenar inmediatamente para dejar superficie de transmision de calor; el condensado tiene que correr toda la longitud de los cuatrotubos para recien salir de la seccion de transmision de calor. Por lo tanto, este condensado formauna pelicula de liquido que es un resistencia a la transmision de calor y la(s) ecuacion empleada para identificar el area requerida no es valida en este caso.

Tambien, notese que no se permite dilatacion entre el tubo caliente (con vapor) y el tubo frio (con gasolina). Por lo tanto, se crean esfuerzos entre los dos tubos en direcciones opuestas y estos representan una potencial falla mecanica.GTD =81.97oCMucho mejor seria un calentador tipo TEMA "BEU". Su haz de tubos es de horquias tambien,LTD =38.7oCpero son "flotantes" y no causan ningun esfuerzo mecanico en servico.LMTD =57.7oCEl empleo del vapor en la seccion tubular es un error. El vapor, si es que este tipo de calentador se va emplear, seria mejor situado en la seccion anular - pero con el armazon de tubos en una posicion horizontal y el vapor alimentado en paralelo a cada una de las cuatro secciones anulares.