hoja de cálculo para fluidos

SISTEMA DE VAPOR Y CONDENSADO

SALA DE FUERZA - (EQUIPOS AUXILIARES)

TANQUE DE CONDENSADO

ABLANDADORES

DIMENSIONAMIENTO DE LÍNEAS

SELECCIÓN

Bienvenidos a la Empresa Termodinámica S.A, expertos en la selección de equipos, dimensionamiento de líneas, ingeniería de fabricación,instalación y arranque en Sistemas de Vapor y condensado, Gas Natural y fluidos industriales:

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MEMORIA DE CÁLCULO FLUIDOS

Proyecto: Estandarización

Cliente: Termodinámica S.A

Ubicación: Calle Victor Reynell 1045, alt cdra.21 Colonial - Lima

Fecha de inicio: 21/11/13

Fecha última actuali.: 04/04/14

Revisión: B

Procedimiento de uso para la hoja de cálculo:

Datos a modificar según requerimiento del cliente o proceso

Resultados parciales, OBS: No modificar

Resultado final, OBS: No modificar

1. VAPOR

1.1 Equipos de transferencia de calor

Pv Vm tcal Ti

Ítem Equipo (barg) (lts) (min) (°C)

1 Marmita de Cocina 8 4158 30.00 15

1.2 Diámetro de línea de vapor

Pv °mv vesp V

Ítem Tramo (barg) (Kg/h) (m3/kg) (m/s)

1 7 3250 0.24 25

2 3 3250 0.46 25

3 2 3250 0.61 25

P1 (Psig) 7 Es flujo CríticoP2 (Psig) 3

Selección de la válvula Reductora: Flujo Crítico

Aplicación: Vapor indirecto a equipo térmico con chaqueta y proceso Batch: Presión de vapor = N barg

Aplicación: Vapor que va por una tubería: Presión de vapor = N Barg Recomendaciones: Caldera - Manifold: V=20 m/s Manifold: V=(8-10) m/s Troncal: V=(25-30) m/s Equipos: V=20 m/s

Antes de la reductora

Después de la reductora

Derivación a equipos

Cuando ΔP < 0.81(P1)/2

E25

STD. Vapor: Presión de operación para la entrada de vapor del equipo térmico.

F25

STD. Vapor: Volumen de masa ocupada dentro del equipo

G25

STD. Vapor: Tiempo de calentamiento para el producto.

H25

STD. Vapor: Temperatura inicial del producto.

E37

STD. Vapor: Presión de operación para la entrada de vapor del equipo térmico.

F37

STD. Vapor: Flujo másico de vapor que pasa por la tubería

G37

STD. Vapor: Volumen específico del vapor a la presión de operación

H37

STD. Vapor: Velocidad del vapor recomendada para dicho tramo de tubería.

P1 P2 F=0.81P1/2 dP °mv

(psia) (psia) (psia) (psia) (kg/h)

Válvula 116.00 58.00 46.98 58.00 3250.00

Selección de la válvula de Control: Flujo Sub-Crítico

P1 P2 F=0.81P1/2 dP °mv

(psia) (psia) (psia) (psia) (kg/h)

116.00 58.00 46.98 58.00 3250.00

Uso del resorte en 25P Resultados

Amarillo (0.2 - 2.1) barg (*) Reductora 25P

Azul (1.4 - 7) barg (*) 1"

Rojo (5.6 - 14) barg (*) Resorte= Azul

(*) Presiones aguas abajo

2. CONDENSADO

2.1 Diámetro de línea de condensado en paquete de trampeo

Antes de la trampa

P1 P2 °mv vesp

Ítem Tramo (barg) (barg) (Kg/h) (m3/kg)

1 Flayer1 2 1 170 0.001

1 Frier 2 8 1 1100 0.001

ø=

Aplicación: Condensado que va por una tubería: Presión de vapor = N Barg Recomendaciones: Condensado puro: V=(1-2) m/s Condensado y flash: V=(20) m/s

E79

STD. Condensado: Presión de operación de vapor del equipo

F79

STD. Condensado: Contrapresión de la línea de condensado originado por columna de agua y fricción.

G79

STD. Condensado: Flujo másico de condensado total que pasa por la tubería

H79

STD. Condensado: Volumen específico del vapor a la presión de operación

Estandarización

Termodinámica S.A

Calle Victor Reynell 1045, alt cdra.21 Colonial - Lima

21/11/13

04/04/14

B

61.1620795957.186544

Tf °mp Cp dT hfg °mv

(°C) (Kg/h) (KJ/kgx°K) (°C) (KJ/kg) (Kg/h)

80 8,316.00 3.349 65.00 2,029.49 891.93

dcalc v dselec v V re

(pulg) (pulg) (m/s)

4.13 1 427.60

5.74 1 1/2 365.83

6.57 1 1/2 479.86

Aplicación: Vapor indirecto a equipo térmico con chaqueta y proceso Batch: Presión de vapor = N barg

Aplicación: Vapor que va por una tubería: Presión de vapor = N Barg

V=20 m/s

V=(8-10) m/s Troncal: V=(25-30) m/s

V=20 m/s

Cuando ΔP < 0.81(P1)/2

I25

STD. Vapor: Temperatura final del producto.

J25

STD. Vapor: Cantidad de producto representado como flujo por hora.

K25

STD. Vapor: Calor específico del producto a calentar por unidad de masa o volumen.

L25

STD. Vapor: Diferencial de temperaturas entre la salida y la entrada para el producto a calentar

M25

STD. Vapor: Calor latente del vapor a la presión de operación.

N25

STD. Vapor: Flujo másico de vapor necesario para el calentamiento del producto.

I37

STD. Vapor: Diámetro calculado a la velocidad recomendada

J37

STD. Vapor: Diámetro seleccionado con medidas comerciales.

K37

STD. Vapor: Velocidad recalculada del vapor dentro de la tubería

Cv (flujo) Cv (Válv.) Ø VR

(lb/h/psia) (lb/h/psia) (pulg)

37.49 53.56

Cv Cv (Válv.) Ø VC

(lb/h/pisa) (lb/h/psia) (pulg)

33.95 42.44 2

Antes de la trampa Después de la trampa

V dcalc v dselec v V re hf1 hf2 hfg2 %Flash

(m/s) (pulg) (pulg) (m/s) (kj/kg) (kj/kg) (kj/kg) %

1.5 0.25 0.50 0.37 561.44 504.71 2,201.59 0.03

1.5 0.63 3/4 1.07 742.64 504.71 2,201.59 0.11

Aplicación: Condensado que va por una tubería: Presión de vapor = N Barg

V=(1-2) m/s

V=(20) m/s

I79

STD. Condensado: Velocidad del vapor recomendada para dicho tramo de tubería.

J79

STD. Condensado: Diámetro calculado a la velocidad recomendada

K79

STD. Condensado: Diámetro seleccionado con medidas comerciales.

L79

STD. Condensado: Velocidad recalculada del vapor dentro de la tubería

Después de la trampa

°mflash pv v dcalc v dselec v

(kg/hr) (m3/kg) (m/s) (pulg) (pulg) (m/s)

4.38 0.89 15 0.38 1/2 8.50

118.88 0.89 20 1.70 2 14.42

v re (m/s)

Absolute Absolute

Boiling pointpressure pressure

(bar) (psi) (kJ/kg) (kcal/kg)

0.02 0.29 17.51 67.006 0.015 73.45 17.54

0.03 0.44 24.1 45.667 0.022 101 24.12

0.04 0.58 28.98 34.802 0.029 121.41 29

0.05 0.73 32.9 28.194 0.035 137.77 32.91

0.06 0.87 36.18 23.741 0.042 151.5 36.19

0.07 1.02 39.02 20.531 0.049 163.38 39.02

0.08 1.16 41.53 18.105 0.055 173.87 41.53

0.09 1.31 43.79 16.204 0.062 183.28 43.78

0.1 1.45 45.83 14.675 0.068 191.84 45.82

0.2 2.90 60.09 7.65 0.131 251.46 60.06

0.3 4.35 69.13 5.229 0.191 289.31 69.1

0.4 5.80 75.89 3.993 0.25 317.65 75.87

0.5 7.25 81.35 3.24 0.309 340.57 81.34

0.6 8.70 85.95 2.732 0.366 359.93 85.97

0.7 10.15 89.96 2.365 0.423 376.77 89.99

0.8 11.60 93.51 2.087 0.479 391.73 93.56

0.9 13.05 96.71 1.869 0.535 405.21 96.78

1 14.50 99.63 1.694 0.59 417.51 99.72

1.1 15.95 102.32 1.549 0.645 428.84 102.43

1.2 17.40 104.81 1.428 0.7 439.36 104.94

1.3 18.85 107.13 1.325 0.755 449.19 107.29

1.4 20.30 109.32 1.236 0.809 458.42 109.49

1.5 21.75 111.37 1.159 0.863 467.13 111.57

1.5 21.75 111.37 1.159 0.863 467.13 111.57

1.6 23.20 113.32 1.091 0.916 475.38 113.54

1.7 24.65 115.17 1.031 0.97 483.22 115.42

1.8 26.10 116.93 0.977 1.023 490.7 117.2

1.9 27.55 118.62 0.929 1.076 497.85 118.91

2 29.00 120.23 0.885 1.129 504.71 120.55

2.2 31.90 123.27 0.81 1.235 517.63 123.63

2.4 34.80 126.09 0.746 1.34 529.64 126.5

2.6 37.70 128.73 0.693 1.444 540.88 129.19

2.8 40.60 131.2 0.646 1.548 551.45 131.71

3 43.50 133.54 0.606 1.651 561.44 134.1

3.5 50.75 138.87 0.524 1.908 584.28 139.55

4 58.00 143.63 0.462 2.163 604.68 144.43

4.5 65.25 147.92 0.414 2.417 623.17 148.84

5 72.50 151.85 0.375 2.669 640.12 152.89

5.5 79.75 155.47 0.342 2.92 655.81 156.64

6 87.00 158.84 0.315 3.17 670.43 160.13

6.5 94.25 161.99 0.292 3.419 684.14 163.4

7 101.50 164.96 0.273 3.667 697.07 166.49

Specific volume (steam)

Density (steam)

Specific enthalpy of liquid water (sensible heat)

(oC) (m3/kg) (kg/m3)

7.5 108.75 167.76 0.255 3.915 709.3 169.41

8 116.00 170.42 0.24 4.162 720.94 172.19

8.5 123.25 172.94 0.227 4.409 732.03 174.84

9 130.50 175.36 0.215 4.655 742.64 177.38

6.89655172 9.5 137.75 177.67 0.204 4.901 752.82 179.81

10 145.00 179.88 0.194 5.147 762.6 182.14

11 159.50 184.06 0.177 5.638 781.11 186.57

12 174.00 187.96 0.163 6.127 798.42 190.7

13 188.50 191.6 0.151 6.617 814.68 194.58

14 203.00 195.04 0.141 7.106 830.05 198.26

15 217.50 198.28 0.132 7.596 844.64 201.74

16 232.00 201.37 0.124 8.085 858.54 205.06

17 246.50 204.3 0.117 8.575 871.82 208.23

18 261.00 207.11 0.11 9.065 884.55 211.27

19 275.50 209.79 0.105 9.556 896.78 214.19

20 290.00 212.37 0.1 10.047 908.56 217.01

21 304.50 214.85 0.095 10.539 919.93 219.72

22 319.00 217.24 0.091 11.032 930.92 222.35

23 333.50 219.55 0.087 11.525 941.57 224.89

24 348.00 221.78 0.083 12.02 951.9 227.36

25 362.50 223.94 0.08 12.515 961.93 229.75

26 377.00 226.03 0.077 13.012 971.69 232.08

27 391.50 228.06 0.074 13.509 981.19 234.35

28 406.00 230.04 0.071 14.008 990.46 236.57

29 420.50 231.96 0.069 14.508 999.5 238.73

30 435.00 233.84 0.067 15.009 1008.33 240.84

Specific enthalpy of steam

Latent heat of vaporization Specific heat(total heat)

(kJ/kg) (kcal/kg) (kJ/kg) (kcal/kg) (kJ/kg)

2533.64 605.15 2460.19 587.61 1.8644

2545.64 608.02 2444.65 583.89 1.8694

2554.51 610.13 2433.1 581.14 1.8736

2561.59 611.83 2423.82 578.92 1.8774

2567.51 613.24 2416.01 577.05 1.8808

2572.62 614.46 2409.24 575.44 1.884

2577.11 615.53 2403.25 574.01 1.8871

2581.14 616.49 2397.85 572.72 1.8899

2584.78 617.36 2392.94 571.54 1.8927

2609.86 623.35 2358.4 563.3 1.9156

2625.43 627.07 2336.13 557.97 1.9343

2636.88 629.81 2319.23 553.94 1.9506

2645.99 631.98 2305.42 550.64 1.9654

2653.57 633.79 2293.64 547.83 1.979

2660.07 635.35 2283.3 545.36 1.9919

2665.77 636.71 2274.05 543.15 2.004

2670.85 637.92 2265.65 541.14 2.0156

2675.43 639.02 2257.92 539.3 2.0267

2679.61 640.01 2250.76 537.59 2.0373

2683.44 640.93 2244.08 535.99 2.0476

2686.98 641.77 2237.79 534.49 2.0576

2690.28 642.56 2231.86 533.07 2.0673

2693.36 643.3 2226.23 531.73 2.0768

2693.36 643.3 2226.23 531.73 2.0768

2696.25 643.99 2220.87 530.45 2.086

2698.97 644.64 2215.75 529.22 2.095

2701.54 645.25 2210.84 528.05 2.1037

2703.98 645.83 2206.13 526.92 2.1124

2706.29 646.39 2201.59 525.84 2.1208

2710.6 647.42 2192.98 523.78 2.1372

2714.55 648.36 2184.91 521.86 2.1531

2718.17 649.22 2177.3 520.04 2.1685

2721.54 650.03 2170.08 518.32 2.1835

2724.66 650.77 2163.22 516.68 2.1981

2731.63 652.44 2147.35 512.89 2.2331

2737.63 653.87 2132.95 509.45 2.2664

2742.88 655.13 2119.71 506.29 2.2983

2747.54 656.24 2107.42 503.35 2.3289

2751.7 657.23 2095.9 500.6 2.3585

2755.46 658.13 2085.03 498 2.3873

2758.87 658.94 2074.73 495.54 2.4152

2761.98 659.69 2064.92 493.2 2.4424

2764.84 660.37 2055.53 490.96 2.469

2767.46 661 2046.53 488.8 2.4951

2769.89 661.58 2037.86 486.73 2.5206

2772.13 662.11 2029.49 484.74 2.5456

2774.22 662.61 2021.4 482.8 2.5702

2776.16 663.07 2013.56 480.93 2.5944

2779.66 663.91 1998.55 477.35 2.6418

2782.73 664.64 1984.31 473.94 2.6878

2785.42 665.29 1970.73 470.7 2.7327

2787.79 665.85 1957.73 467.6 2.7767

2789.88 666.35 1945.24 464.61 2.8197

2791.73 666.79 1933.19 461.74 2.862

2793.37 667.18 1921.55 458.95 2.9036

2794.81 667.53 1910.27 456.26 2.9445

2796.09 667.83 1899.31 453.64 2.9849

2797.21 668.1 1888.65 451.1 3.0248

2798.18 668.33 1878.25 448.61 3.0643

2799.03 668.54 1868.11 446.19 3.1034

2799.77 668.71 1858.2 443.82 3.1421

2800.39 668.86 1848.49 441.5 3.1805

2800.91 668.99 1838.98 439.23 3.2187

2801.35 669.09 1829.66 437.01 3.2567

2801.69 669.17 1820.5 434.82 3.2944

2801.96 669.24 1811.5 432.67 3.332

2802.15 669.28 1802.65 430.56 3.3695

2802.27 669.31 1793.94 428.48 3.4069


Fecha: 4/4/2014

Hoja: 1 de 2

Rev: A



1 - ABLANDADORES

1.1. Datos:

1.00

Dureza del agua: 500 ppm

Tiempo de reposición: 24 hrsConsideraciones

Potencia de caldera: 70 BHP Altura < > 3 x Diámetro

Capacidad de resina: 300001ppm < > 0.058 granos/gln

1 grano/gln < > 17.1 ppm

1.2. Cálculo de la Necesidad de Ablandamiento

Potencia (BHP) % de Reposición Dureza (ppm)

70 1.00 500 8,393.53

1.3. Cálculo del volumen de la resina

Tiempo (hrs) Capacidad (granos/pie3)

24 8,393.53 30,000 6.71

1.4. Cálculo del volumen del Tanque Ablandador

Volumen de tanque (gln)6.71 150.71

Dimensiones del Tanque Ablandador

0.57D= 0.62 mtsH= 1.87 mts

Selección: H=0.62mts D= 1.87 mts


% de reposición de agua blanda:

granos/pie3

N.AB (granos/hr)

N.AB (granos/hr) Volumen resina (pie3)

Volumen resina (pie3)

m3

Cliente: CUZCO

Fecha: 5/27/2014

Hoja: 1 de 1

Rev: A



2 - TANQUE DE CONDENSADO

2.1. Datos:

Potencia de caldera: 70 BHPFactor de seguridad: 1.2

Tiempo de autonomía: 20 minConsideraciones

0.50Largo < > 2 x Diámetro

Horizontal

2.2. Cálculo del volumen del Tanque

Potencia (BHP) Factor de seg. Tiempo (min) Volumen (gln)

70 1.20 20 0.44 115.77

2.3. Cálculo de las dimensiones del tanque

Diámetro (mts) Altura (mts)

0.44 0.65 1.31

Selección: H= 2.8mts y D= 1.42 mts 0.7 0.462 m3

1.2 122 gln

3 - TANQUE DE PURGAS

Modelo BDV60/4, Marca Spirax Sarco

Dimensiones del tanque:Diámetro (mts) Altura (mts)

0.61 1.10


% de retorno de condensado:

Volumen (m3)

Volumen (m3)

MEMORIA DE CÁLCULO FLUIDOS - AIRE COMPRIMIDO

Proyecto: Estandarización


Ubicación: Calle Victor Reynell 1045, alt cdra.21 Colonial - Lima

Fecha de inicio: 28/04/13

Fecha última actuali.: 28/04/13

Revisión: A

1. DATOS

Caudal de aire CFMPresión de descarga psi Recomendado entre (100 - 125 pies)Presión atmosférica 14.5 psi Al Nivel del Mar

Velocidad interna 25 ft/s Recomendado entre (24-30 pies)

2. CALCULO DE DIÁMETRO DE TUBERÍAS

Nombre del Equipo Caudal de aire (Q)

Línea Troncal 170 150

30 100

5 100Ptos de Limpieza 54 100

DATOS PARA FLUJOS MÁXIMOS SEGÚN DIÁMETROS DE TUBERÍA - TRAMOS CORTOS SIN CONSIDERACIÓN DE LA CAIDA DE PRESIÓN

Para Diámetro de 1/2" 23 100Para Diámetro de 3/4" 50 100Para Diámetro de 1" 65 100Para Diámetro de 1 1/4" 120 100Para Diámetro de 1 1/2" 170 100Para Diámetro de 2" 300 100Para Diámetro de 2 1/2" 470 100Para Diámetro de 3" 690 100Para Diámetro de 4" 1200 100Para Diámetro de 6" 2750 100

3. CAÍDA DE PRESIÓN

Presión de descarga (Pd)

Unidad de conteo doble (macho y hembra) DUACB-2-30

Unidad automatica de transferencia HTU

Caudal máximo (Q)

Presión de descarga (Pd)

Longitud (mts) Presión (P) Velocidad (m/s) Diámetro (mm)20 100 25 3.5385072787566 25.4

3.5385072787566

Temperatura (T)

MEMORIA DE CÁLCULO FLUIDOS - AIRE COMPRIMIDO

Estandarización

Termodinámica S.A

Calle Victor Reynell 1045, alt cdra.21 Colonial - Lima

28/04/13

28/04/13

A

Recomendado entre (100 - 125 pies)

Recomendado entre (24-30 pies)

14.5 30 31.38 1 1/4 29.31

14.5 30 15.80 1 11.61

14.5 30 6.45 3/4 3.4414.5 30 21.20

DATOS PARA FLUJOS MÁXIMOS SEGÚN DIÁMETROS DE TUBERÍA - TRAMOS CORTOS SIN CONSIDERACIÓN DE LA CAIDA DE PRESIÓN

Presión atmosférica (Pa) Velocidad (ft/s)

14.5 30 13.83 1/2"14.5 30 20.40 3/4"14.5 30 23.26 1"14.5 30 31.60 1 1/4"14.5 30 37.61 1 1/2"14.5 30 49.97 2"14.5 30 62.54 2 1/2"14.5 30 75.78 3"14.5 30 99.93 4"14.5 30 151.28 6"

Presión atmosférica (Pa)

Velocidad (ft/s)

Diámetro calculado (mm)

Diámetro seleccionado (pulg)

Velocidad corregida (ft/s)

Diámetro calculado (mm)

Diámetro seleccionado (mm)

Caída de Presión ΔP (Bar)0.335

42.5 HP

hoja de cálculo para fluidos

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