Planteamiento del problema, transferencia de calor
Enviado por Aldo Munna • 10 de Agosto de 2021 • Tareas • 1.133 Palabras (5 Páginas) • 168 Visitas
Planteamiento del Problema
Para dos estudiantes del décimo cuatrimestre de Ingeniería Química mientras se desempeñan como becarios en la planta piloto de una planta procesadora de monómero de estireno en el estado de Tlaxcala se les presenta la siguiente situación la cual se encuentra en modo de pruebas trabajando al 60% de su capacidad, se trabaja con un tanque de alimentación de 200 litros de capacidad con un sistema de calentamiento térmico con un tanque en acero inoxidable de 18 a 20 litros, tubería de acero de inoxidable, diámetro nominal de ½ in para agua de enfriamiento y 1 in en tubería de abastecimiento de aceite térmico, 40 litros de aceite térmico en el intercambiador 20 de ellos ya están en circulación, el aceite térmico de calentamiento con un rango de temperatura de -25 a 290 °C . Viscosidad entre 20.5 y 34.1 cSt. Densidad de 887 kg/m3 y gravedad especifica de 0.88 a 0.91. El intercambiador está compuesto de doce tubos fabricados en acero inoxidable con diámetro de ½ in para el transporte del aceite, la coraza fabricada en vidrio de borosilicato con un diámetro de 4 in, tubería de PVC en cédula 80 para la alimentación de agua, los espejos del intercambiador están fabricados en acero inoxidable, deflectores para paso del agua por el lado de la coraza fabricados en teflón.
En este caso, se pide cálcular el área de transferencia de calor, así como buscar las propiedades de los fluidos utilizados base a los datos adquiridos en el laboratorio, se considerará un sistema en paralelo y se utilizará el diagrama del intercambiador de calor de coraza y tubos 1.
Cálculo del área de transferencia de un intercambiador de calor de tubo y coraza
En la siguietne tabla se encuentran las especificaciones del intercambiador de calor, así como de los fluidos utilizados, sus respectivas propiedades y condiciones en las que se han manjeado durante el proceso de transferecia de calor.
Tabla 1 Datos del sistema
Datos | |||
Capacidad de tanque de alimentación | 200 | Litros | |
Tanque del Sistema de calentamiento térmico | 18 a 20 | Litros | |
U | 350 |
| |
Fluido Frio (Cold-Agua) | |||
Tubería Alimentación PVC | 80 | Cedula | |
Tubería acero inoxidable diametro (abastecimiento) | 1/2 | in | |
Viscosidad | 0.000891 | Kg/(m*s) | |
densidad | 1000 | kg/m3 | |
Tc,ent | 25 | °C | |
Tc,sal | Desconocido | ||
ṁc | 5 | kg/s | |
cpc= | 4.180 | kJ/K*Kg | |
Fluido Caliente (hot-aceite) | |||
Tubería acero inoxidable diametro (abastecimiento) | 1 | in | |
Diámtero transporte de aceite (acero inoxidable) | 1/2 | in | |
Viscosidad | 30 | cSt | |
densidad | 887 | kg/m3 | |
Th,ent | 150 | °C | |
Th,sal | 60 | °C | |
ṁh | 3 | kg/s | |
cpc= | 1.8 | kJ/K*Kg |
Datos obtenidos en el laboratorio
Diagrama
A continuación se muestra en la figura, el diagrama del intercambiador de calor de coraza y tubos 1
[pic 1]
[pic 2]
Método LMTD (Suponiendo sistema en paralelo)
Calculo del calor transferido por el fluido caliente (aceite)
[pic 3]
[pic 4]
[pic 5]
Fluido Frío
[pic 6]
[pic 7]
Calcular la temperatura de salida del fludio frío Tc,sal
[pic 8]
[pic 9]
[pic 10]
Calcular la diferencia de temperatura media logarítmica
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