Caldera Chente

Capitulo 3 diagramas de contenido de calor

3.1 teoría

Un problema de síntesis de redes de intercambiadores de calor se puede formular de la siguiente manera. Dadas n corrientes calientes que deben enfriarse y m corrientes frías que requieren calentamiento, el objetivo es encontrar una red de intercambiadores de calor que satisfaga los requerimientos de temperaturas finales a un costo mínimo.

Para sintetizar redes de intercambiadores de calor se pueden usar enfoques heurísticos y algorítmicos.

Una variable importante en este diseño es la cantidad de calor que se intercambia en cada unidad.

Debe existir una diferencia de temperaturas en el extremo critico del intercambiador que proporciona el mejor compromiso entre el costo de servicios y del equipo.

El método de diagramas de contenido de calor consiste en graficar el contenido de calor de cada corriente en ejes de WCp contra delta T; el área de cada bloque representa la cantidad de energía que esa corriente tiene disponible o que necesita. Se requiere proponer intercambios de calor de acuerdo a reglas heurísticas.

3.2 problemas

Problema 1. Se tiene la siguiente tabla hacer su diagrama de contenido de calor.

Corrient1e Tent Tsal Flujo lb/hr cP (Btu/lb°F

1 250 100 9500 1.0

2 180 100 12000 0.7

3 110 200 10000 1.0

4 110 230 10000 0.9

1.- primero generar el primer intercambio de calor mediante un diagrama previo para observar las corrientes véase la figura 3.1

Figura 3.1 diagrama de contenido de calor

2.- proponer el 1 intercambio entre la corriente más caliente a enfriarse y la parte más caliente de la corriente fría a calentarse. Entre h1-c1 ver figura 3.2

Figura 3.2 intercambio entre corrientes h1-c1

Debido a que 100<110 entonces T2=130

3.- calculamos Q y q de las corrientes

Q=WCpΔT=9500(1)(250-130)=1140000 Btu/hr

q=WCpΔT=10000(.9)(230-110)=1080000 Btu/hr

El valor más pequeño limita el proceso y es q

4.-recalculamos la T2 ver figura 3.3

Figura 3.3 intercambio de corrientes h1-c1

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