Procesos de separación
Enviado por Michellemarqq • 3 de Abril de 2023 • Tareas • 398 Palabras (2 Páginas) • 24 Visitas
EJERCICIO 5
El nuevo caudal de vapor requerido para la condensación completa es de 0,94 Kg/s.
Explicación:
Las condiciones :
- El agua fría es fluido frío y el agua caliente es fluido caliente.
- Caudal [pic 1] = 1,5 Kg/s
- Presión del fluido caliente P = 0,51 bar
- La temperatura de entrada y la temperatura de salida del fluido caliente
- [pic 2] = 17 + 273 = 290 K
- [pic 3] = 57 + 273 = 330 K
- U = 2000 W/[pic 4] K
- [pic 5] = 1000 W/[pic 6] K
a) El diagrama de condiciones se adjunta a continuación.
La pérdida de calor por fluido frío es similar a la ganancia de calor por fluido caliente en el rendimiento del balance energético.
Tenemos
[pic 7]
Para fluido caliente, = 355 K a 0,51 [pic 8] bar.
[pic 9] = 2304 KJ/Kg
q = 1,5 × 2304
= 3456 KW
La capacidad calorífica de los fluidos fríos es
[pic 10]
Para el fluido frío, T = [pic 11] = 310 K
El calor específico del fluido frío es [pic 12] = 4.178 KJ/Kg. K
[pic 13]
3456 = [pic 14] × 4,178 (330-290)
[pic 15] = 20,679 Kg/s
[pic 16] = 20,679 × 4178
[pic 17] = 86396,862 W/K
[pic 18] = [pic 19]
[pic 20] = [pic 21] = ∞
[pic 22] = [pic 23]
[pic 24] = 86396,862 W/K/∞
La efectividad del intercambiador de calor es
ε = [pic 25]
[pic 26]
[pic 27]
Por lo tanto [pic 28] = [pic 29]
[pic 30]
ε = 0.6154
Para el intercambiador de calor, [pic 31] = 0
Se expresa la relación NTU,
NTU = - ln ( 1 - ε )
NTU = - ln ( 1 - 0.6154 )
NTU = 0,96
[pic 32]
0,96 = [pic 33]
A = 41,5 [pic 34]
b) Se estima el nuevo caudal de vapor requerido para la condensación completa.
[pic 35]
NTU = 0,49
Para el intercambiador de calor, [pic 36] = 0
ε = 1 - exp (-NTU)
ε = 1 - exp (-0,49)
ε = 0.387
La velocidad del intercambiador de calor se expresa como
q = ε [pic 37]
[pic 38] Por lo tanto, = [pic 39], [pic 40]
q = 0,387 × 86396,862×(355-290)
q = 2173,313 kW
De la ecuación, [pic 41]
2173,313 kW = [pic 42] × 2304
[pic 43] = 0,94 Kg/s
[pic 44]
...