EJEMPLO DE CALCULO DE EVAPORADORES

DISEÑO DE EVAPORADOR MULTIPLE EFECTO DE PELICULA DESCENDENTE

Ing. Quimico:Rafael H. Villarruel Mayoral e-mail [email protected] Primavera 2012

[Abstract: En el documento documento presentamos la secuencia secuencia de cálculo para un Evaporador cuádruple cuádruple Efecto y Película Descendente, con las siguientes consideraciones: En el balance de áreas, balance de material es y energía nos auxiliamos de herramientas de cálculo de Excel. En los cálculos de Intercambiadores de Calor y Tuberías usamos software gratuito en línea. Los coeficientes de transmisión de calor fueron proporcionados por el usuario. Las velocidades terminales en los cuerpos de evaporación fueron calculadas, sin embargo se omitieron los cálculos ya que todas las velocidades se encuentran dentro de lo recomendado.]

Diseño de un Evaporador Cuádruple Efecto. El equipo está diseñado para evaporar el 80% del agua contenida en la mezcla, con una alimentación de 15,000 Kg/HR a una temperatura de 25 °C y 3% de sólidos totales, se utiliza vapor saturado a 1.36atma. El sistema consta de un pre calentador alimentado con vapor de la misma fuente, evaporador, condensador y equipo de vacío. Balance de materiales: Sea A = alimentación en Kg/hr E = agua evaporada Kg/hr P = producto en Kg/hr X A = concentración de la alimentación Kg de ss/kg XP = concentración en el producto kg ss/kg

E

P

A XA

A = XA= E = A = P = XP=

XP

15,000 Kg/hr 0.03 A*(1-XA)*0.80 = (15,000)*(1-0.03)*0.80= 11,640 kg/hr E+P ; A-E = 15,000 – 11,640 = 3,360 kg/hr (A*XA)/P = ((15,000)*(0.03))/3,360 = 0.1339 = 13.39%

EVAPORADOR MULTIPLE EFECTO EN CORRIENTE DIRECTA: Cálculo del Precalentador: Datos: Corriente Alimento Vapor

Flujo kg/hr

Presión at

Temperatura inicial °C

Temperatura final °C

H KCal/Kg

CP a 35°C

Kcal/kg°C

Densidad Kg/cc

15,000

na 1.36

25 109

88 109

63.0 533

0.9982 0.5964

0.984 0.000801

1,773

Calor necesario: Q=WCP(T2-T1)= (15,000)Kg/hr(0.9882)Kcal/Kg°C(88-25)°C=933,849.0 Kcal/hr = 3,705,810 Btu/hr Otro método: Q=W H = (15,000)Kg/hr(63)Kcal/Kg=945,000 Kcal/hr = 3,750,063Btu/hr Vapor vivo al calentador WV =Q/ H = (945,000)/(533)=1,773 Kg/hr

2

Short-Cut Exchanger Sizing Calculation Precalentador Cold Temp in Hot Temp in Duty Surface area

25 109 945,000 13.0

°C °C Kcal/hr M

Cold Temp out Hot Temp out Heat coefficient

88 109 1,600

°C °C Kcal/hrm °C

13.0 m2 = 140 ft 2 Tubos diámetro = ¾ pg = 0.0195 m, pith cuadrado de 1 pg, longitud = 3 ft = 0.9144 Ac/t = (3.1416)*(0.01905)*(0.9144) = 0.05472 mt 2 NTt = AT/Act = 13.0/0.05472= 238 tubos , factor de corrección = 30% N Tt= 238*1.30 =308 tubos Cambiador de 2 pasos en tubos y un paso en la coraza. Diámetro de la Coraza = 21 ½ pulgadas , 315 tubos.

Condensador Agua de Enfriamiento: V4= 2900 kg/hr TeV4=55 °C TsV4=45 °C HV4= 621 kcal/kj hV4= 55 kcal/kg

Calor intercambiado kcal/Hr =

QV 4 V 4 * ( H sV 4 hV 4)

= (2,900)(621-55)=1,641,400=kcal/hr

T0= 25 °C TF = 45 °C CPagua enfr 35 C = 0.9984 kcal /kg °C = 62.11 Lbs/ft3 = 994 kg/m 3 W = W aguaenfr

QV 4 =(1,641,400)/((0.9983)(45-25))=82,210 kg/hr * ( ) C p T F T 0 3

Wagua=(82,210)/(994)=82.7 m /hr =4.4029*82.7= 363 gpm Cálculo del Condensador: Flujo de vapor =2,900 kg/hr Presión = 0.16 at = -20 inch Hg manométricas.=4.78 inch de Hg Hv=2,601 KJ/kg =621 Kcal/kg =1,118 Btu/lb hL= 232 KJ/kg = 55 Kcal/kg =100 Btu/lb H= 2,601 – 232 =2,369 KJ/kg = 566 Kcal/kg =1,018 Btu/kg TeV4= 55 °C= 131 °F TsV4= 45 °C = 113 °F Agua de Enfriamiento: Tentrada=25 °C =77°F Tsalida=45 °C = 113°F

3

QV 4 V 4 * ( H sV 4 DT1=Tce-Tfs=55-45=10 C DT2=Tcs-Tfe=45-25=20 C

hV 4) = 1,641,400 Kcal/hr =6,513,601Btu/hr

T 1

=

T 2

ln

(55

45)

T ml

T m l

ln

T 1

( 45

25)

(55

45)

(45

25)

10 ln

20 10

10 ln 0.5

10 0.6931

14.4

C

20

T 2

2

2

U=219 Btu/hr°Fft =1,074 Kcal/hrm °C A

QV 4 U *

T mL

Cold Temp in Hot Temp in Duty Surface area

1,641,400 1,074 * 14.4

25 45 1,641,400 110

106 m

2

°C °C Kcal/hr M

2

=1,141 ft

Cold Temp out Hot Temp out Heat coeficient

45 55 1074 1,184

°C °C Kcal/hrm °C Ft

Diámetro del tubo = 1pg = 0.0254 mts Longitud = 10 ft 0 3.04 mts Pitch 1 ¼ pg cuadrado Pasos = 2 2 Act = (3.1416)*(0.0254)*(3.04) = 0.2426 mt Número total de tubos: NT = AT/Act =1,184/0.2426 = 453 tubos Diámetro de la Coraza = 33 in Tubos disponibles = 479

4

Datos:

Número de Efectos

Alimentación Temperatura Concentración

Presión del Vapor Temperatura Presión 4o efecto Temperatura

4 15,000 kg/hr 88 C 3.0% % ss

1.36 109 0.16 55

Diseño de Evaporador cuádruple Efecto 80% 1,710

at C at C

Evaporación

U

Efecto 1 V1 HV1 TV1

No de Efectos 4

wV

2,971 kg/hr

637 kcal/kg

95.3 wa Xa ha Ta

Efecto 1

HV 642 kcal/kg Cpw 0.5064 kcal/kgC pV 1.36 at TV wc1 109 C p4 wV hc1 0.16 at 2,971 T4 hV xc1 55 C 109 p1 Producto= 3,360 kg/hr x A= T1 3.0% %ss xP= 13.39% Cpl Agua Evaporada Requerida= V T wa * 1 xa * 0.8 = % de Evaporación 80% V 1= V2 =V 3= V4 = Q1= wV1= U1= T= A1= Amedia=

% desv= Interacción 2 ajuste= Anueva= %desv= Amedianueva=

Diámetro del Tubo Longitud Pe rí me tr o= Área=

3.0% %ss 86 kcal/kg 88 C 12,350 kg/hr

wV hV p T

96 kcal/kg 3.64% %ss 0.85 atm 95.3 C 0.7414 kcal/kgC 11,640 kg/hr

67.4 Ef 1

-1.77%

Efecto 2 3,150 kg/hr 632 kcal/kg 81.9 wc1 hc1 xc1 pa T1 wc2 hc2 2,650 xc2 96 p2 0.85 T2 95.3

Efecto 3

12,350 kg/hr

96 kcal/ kg 3.64%%ss 0.50 at 82 C 9,200 kg/hr 82.0 kcal/kg 4.89%%ss 0.50 at 81.9 C

V3 HV3 TV3 Efecto 3

Efecto 4 V4 HV4

2,950 kg/hr 627 kcal/kg

2,900 Al Condensador 621

68.7

wV hV p T

3,150 82 0.50

Q3= wV3= U3= T3= A3=

1,526,500 2,775 1,710 1 3. 5 66.13

wc2 hc2 xc2 p2 T3 wc3 hc3 xc3 p3 T3

81.9

9,200 kg/hr 82.0kcal/kg 0.049 %ss 0.29 at 68.6 5C 6,250 kg/hr 69 kcal/kg 7.20%%ss 0.29 at 68.7 C

Efecto 4

wV hV p T

2,950 69 0.29 68.65

Q4= wV4= U4= T4= A4=

1,554,450 2,786 1,710 1 3. 5 67.34

wc3 hc3 xc3 p3 T3 wc4 hc4 xc4 p4 T4

6,250 kg/hr

69 kcal/ kg 0.072 %ss 0.16 at 68.6 5 C 3,360 kg/hr 55 kcal/ kg 13.39% %ss 0.16 at 55.3 C

11,650

2 ,9 10 kg/hr

350 btu/hrlbF

1 3. 5 C 68.60 m

Q2= wV2= U2= T2= A2=

1,559,600 2,883 1,710 1 3. 5 67.56

kcal/hr kg Kcal/hrmt C C m

kcal/hr kg Kcal/ hrmtC C m

kcal/hr kg Kcal/ hrmtC

Qmedio 1,556,050

C m

68 Ef 2

Ef 3

Ef 4

-0.23%

1.90%

0.10%

13.45 67.81 0.28%

13.20 67.6 0.55%

13.40 67.8 0.24%

si

13.70 67.6 0.59% 67.7

68

1.5 i n 16 ft 0 .1 197 m t 2 0.5837 mt 1 18

1.5 i n 13 ft 0 .1 197 m t 0.4743 mt2

No d e T ub os =

Efecto 1 Vapor Vapor Líquido Fl uj o k g/ hr 2, 971 2,650 12,350 Presión atm 1.36 0.85 0.85 Temperatura C 109 95.3 95.3 %ss 3.64% Área mt2 68.60 Área ft2 738.4

15,000 kg/hr

1,583,650 kcal/hr 2,971 kg 1,710 Kcal/ hrmtC

No d e T ub os =

Diámetro del Tubo Longitud Pe rí me tr o= Área=

V2 HV2 TV2 Efecto 2

2,650 kg/hr

1 44

Resumen Efecto 2 Efecto 3 Vapor Líquido Vapor Líquido 3,150 9,200 2,950 6,250 0.50 0.50 0.29 0.29 81.9 81.9 68.7 68.7 4.89% 7.20%

Efecto 4 Vapor Líquido 2,900 3,360 0.16 0.16 55.3 55.3 13.39%

67.56

66.13

67.34

727.2

711.8

724.8

5

Línea de Alimentación de Vapor Velocidad permisible para vapor saturado Velocidad m/s ft/sec 20 – 30 65.0 – 98.0 30 – 50 98.0 – 164.0 30 – 100 164.0 – 328.0

Presión bar 0 -1.7 Sobre 1.7 Sobre 14.0

Diámetro pulgadas 4.0 6.0 6.0

Vapor Pipe Line Calculation Description and References

Flujo vapor Temperatura Heat capacity ratio Longitud

2,971 109 1.4 100

Diámetro interno inch

kg/hr °C su ft

Presión de inicial Viscosidad Peso molecular Rugosidad

Cédula

6.0 40 Rugosidad para acero al carbón k = 0.203 mm Velocidad permissible = 30 a 50 mts/seg = 98 a 164 ft/sec 194

Velocidad Número mach

ft/sec

0.119

Presión diferencial

Atm abs cp su mm Diámetro externo 6.06

Número de Reynolds 535,000 Presión de final 1.32

0.806

1.36 0.01275 18 0.203

su Bar abs

psi/100ft

Línea de Vapor al 2º efecto Flujo vapor 2,650 Temperatura 95.3 Heat capacity ratio 1.4 Longitud 100 Diámetro externo inch

kg/hr °C su ft Cédula

8.0

Velocidad 137 Número mach 0.0858 Presión diferencial

ft/sec 0.15


Atm abs 0.85 cp 0.0121 su 18 mm 0.051 Diámetro externo 8.329 10S Número de Reynolds 366,000 su Presión de final 0.851 Bar abs Psi/100ft

Línea de Vapor al 3er efecto Flujo vapor Temperatura Heat capacity ratio Longitud

3,150 81.9 1.4 100


kg/hr °C su ft

Cédula

10.0

Velocidad Número mach


10S

172

0.109

ft/sec

Número de Reynolds Presión de final

Atm abs cp su mm

0.50 0.0116 18 0.051

Diámetro externo 10.42

363,000 0.492

su Bar abs

7

Presión diferencial

0.111

Psi/100ft

Línea de Vapor al 4º efecto Flujo vapor Temperatura Heat capacity ratio Longitud

2,950 68.7 1.4 100

kg/hr °C su ft



Cédula

12.0

10S


ft/sec


0.0691

Atm abs cp su mm

0.29 0.01121 18 0.051

Diámetro externo 15.624

296,000 0.285 Psi/100ft

su Bar abs

Línea de Vapor al Condensador Flujo vapor Temperatura Heat capacity ratio Longitud

2,900 55.3 1.4 100

kg/hr °C su ft

Diámetro externo inch


Cédula

18.0

10S


ft/sec


0.0202

Atm abs cp su mm

0.16 0.01078 18 0.051

Diámetro interno 17.624 213,000 0.159 Psi/100ft

su Bar abs

Línea de Alimentación Flujo= 15,000 kg/hr ; = 966 kg/mt 3 Q

15,000kg / hr 3

997kg / mt

37.61

15.045m3 / hr

60

0.25 mt 3 / min =66 gpm

Flujo 15,000/66 Kg/hr-gpm Temperatura 25 °C Longitud 100 ft Diámetro interno in 3 1/2 Cédula 40

Velocidad Caída de presión

2.15 0.229

Ft/s Psi/100ft

Densidad Kg/mt Viscosidad cp Rugosidad mm Diámetro externo in

Reynolds Number P total

997 0.89 0.051 3.548

661,000 0.229

un psi

Línea de Condensado 1ª calandria Flujo

2,971/14

kg/hr-gpm

Densidad

Kg/mt

952

8

Temperatura Longitud

Diámetro interno in


109 100

°C ft

1 1/2

Cédula

1.98 0.4141

Viscosidad Rugosidad

10s

Ft/s Psi/100ft

cp mm

Diámetro externo in


0.257 0.051

1.6820

95,700 0.414

un psi

Línea de Condensado 2ª calandria Flujo Temperatura Longitud

2,650/12 95.3 100

Diámetro interno in 1 1/2 Velocidad 1.75 Caída de presión 0.334

Kg/hr-gpm °C ft

Densidad Viscosidad Rugosidad

Kg/mt cp mm

962 0.296 0.051

Cédula 10s Diámetro externo in 1.6820 Ft/s Reynolds Number 74,100 Psi/100ft 0.334 P total

un psi

Línea de Condensado 3ª calandria Flujo Temperatura Longitud



3,150/14 81.9 100

2.0

Kg/hr-gpm °C ft

Cédula

1.25 0.134


10s

Ft/s Psi/100ft

Kg/mt cp mm



971 0.346 0.051

2.15

58,800 0.134

un psi

Línea de Condensado 4ª calandria Flujo Temperatura Longitud Diámetro interno in Velocidad Caída de presión

2,950/13 68.7 100 2.0 1.17 0.120

Kg/hr-gpm °C ft Cédula


10s

Ft/s Psi/100ft

Kg/mt cp mm

Diámetro externo in Reynolds Number P total

978 0.411 0.051 2.1570

46,300 0.120

un psi

Línea de Condensado Descarga del Condensador Flujo Temperatura Longitud Diámetro interno in

2,900/13 55.3 100 2.0

gpm °C ft Cédula

Densidad Viscosidad Rugosidad 10s

Kg/mt cp mm


986 0.502 0.051 2.1570

9


Corriente UM Alimentación Concentrado 1er Separador Concentrado 2o Separador Concentrado 3er Separador Producto Agua de Enfriamiento

1.14 0.119

Flujo kg/hr 15,000 12,350 9,200 6,250 3,360 82,210

Presión Atm NR NR NR NR NR NR

Ft/s Reynolds Number Psi/100ft P total Líneas de Líquido

Temperatura Concentración C

88.0 95.3 81.9 68.7 55.3 35.0

% ss 3.00% 3.64% 4.89% 7.20% 13.39% NA

Evaporador Cuadruple15 K Atotonilco Propiedades de las Corrientes HE HV HL

KJ/Kg

KJ/Kg na na na na na na

na na na na na na

37,300 0.119

CP

CV

KJ/Kg KJ/Kg C 368.0 4.2000 399.0 4.2105 343.0 4.1983 288.0 4.1895 232.0 4.1833 na 4.1801

un psi

Densid ad

Sp volu me Vis cosidad Conductividad

KJ/Kg C 3.8300 3.7926 3.8629 3.9320 4.0003 NR

kg/mt3 967 962 971 978 986 994

mt /kg 0.001034 0.001039 0.001030 0.001022 0.001014 0.001000

3

cp 0.3217 0.296 0.346 0.411 0.502 0.719

W/m°C 0.6743 0.6774 0.6711 0.6621 0.6495 0.6233

er

2,971

1.36

109.0

NA

2,233

2,689

456.0

2.1189

1.58088

0.7979

1.2533

0.01257

0.02611

o

2,650

0.85

95.3

NA

2,269

2,668

399.0

2.0618

1.5439

0.5101

1.96022

0.0121

0.02458

er

3,150

0.50

81.9

NA

2,303

2,646

343

2.0174

1.5147

0.3154

3.1699

0.01165

0.02319

o

2,950 2,900

0.29 0.16

68.7 55.3

NA NA

2,336 2,368

2,624 2,600

288.0 232.0

1.9832 1.9559

1.4613 1.4728

0.1882 0.106

5.31348 9.4362

0.01122 0.01078

0.02195 0.02079 14.9

Vapor al 1 Efecto Vapor al 2 Efecto Vapor al 3 Efecto Vapor al 4 Efecto Vapor al Condensador ss 304

Línea de alimentación a 2ª calandria Flujo Viscosidad Cabeza

12,350/57 0.296 0

Diámetro interno in Velocidad Caída de presión

3.0 2.17 0.221

Kg/hr-gpm cp ft Cédula

10s

Ft/sec Psi/100 ft

Densidad Long Eq Rugosidad

962 100 0.051

Diámetro externo in Reynolds Dp total

Kg/mt3 Ft mm

3.26

178,000 0.221

Su psi


9,200/42 0.346 0



3.0

1.60 0.125

Kh/hr-gpm cp ft

Cédula

10s

Ft/sec Psi/100 ft


971 100 0.051


Reynolds Dp total

133,000 0.125

Kg/mt3 Ft mm

3.26

Su psi


6,250/28 0.411 0

Kg/hr-gpm cp ft


978 100 0.051

Kg/mt3 Ft mm

10


2 1/2


1.56 0.181

Cédula

10s

Ft/sec Psi/100 ft


Reynolds Dp total

2.6350

80,400 0.181

Su psi

986 100 0.051

Kg/mt3 Ft mm

Línea de Producto Flujo Viscosidad Cabeza

3,360/15 0.502 0



Kg/hr-gpm cp ft

2.0

Cédula

1.32 0.157

10s

Ft/sec Psi/100 ft



Reynolds Dp total

2.1570

43,200 0.157

Su psi

Línea de Agua de Enfriamiento Flujo Viscosidad Cabeza

82,210/364 0.719 0

Diámetro interno in Velocidad Caída de presión

Kg/hr-gpm cp ft

5.0

Cédula

5.84 1.23

40

Ft/sec Psi/100 ft


994 100 0.203

Diámetro externo in Reynolds Dp total

315,000 1.23

Kg/mt3 Ft mm

5.047 Su psi

Cálculo del sistema de Vacío Volumen de los cuerpos de Evaporación = 83 ft 3 Volumen total = 4*83=332 ft

3

Volumen de los separadores =540 ft Volumen Precalentador =9.0 ft

3

3

Volumen del condensador = 65 ft

3 3

Volumen total a desplazar = 1,029 ft Tiempo de evacuación = 5 minutos

Capacidad de la bomba = 1,029/5 = 206 cfm

11

Cálculo de Separadores 1er Efecto Cálculo de Separadores Vapor Líquido Cálculo del Diámetro UM Valor 12,350 kg/hr 2,650 kg/hr

Parámetro

masa del líquido masa del vapor kg/mt3 densidad del líquido kg/mt3 densidad del vapor tiempo de llenado segundos tiempo de vaciado segundos Factor ajuste Altura Factor de ajuste Diámetro

m L

V

*

F LV

962 0.5101 120 120 10% 30%

m V

FLV =

0.1073 su

L

K=

V

L

K *

max

0.10 ft/sec

Vmax= Factor ajuste Vmax=

V V

4.34 ft/sec 30% 4.0 ft/sec

Caudal volumétrico QV = QV = QV =

/ 5,195 mt hr 3/ 183,462 ft hr 3 50.962 ft /sec

AV =

2 13.0 ft

m V

Q V

V

Área transversal

V

Q V

V

max

Diámetro

4 A V

D=

5 ft 1.52 mts

2.0 mts

Cálculo de la Altura

Vapor

T * Q

Volumen de llenado

V

Volumen de vaciado

V T * Q

H

H

L

S

S

L

HMP

Dónde TS= tiempo de vaciado y TH tiempo de llenado en segundos L

Longitud total

H

LLL

H H H H

S

LIN

H H D

MP

HLLL= Nivel mínimo recomendado1ft= 0.30 mts HH=VH/AV Altura de llenado HS=VS/AV Altura de vaciado HLIN= Distancia a tobera de entrada 1.5 ft (0.5 mts) HD= Zona de separación del líquido, 2ft (0.60 mts) o 0.2D el mayor 2.60 HMP= Distancia para eliminar neblina 1.5 ft (0.5 mts) Tiempo de llenado mL

Q L

L

Volumen de llenado Tiempo de vaciado

TH= QL= VH= TS= VS= HH= HS=

L/D= L/Dajustado L/D recomendado Distancia a la tobera de entrada L

Lentrada =

entrada

H

LIN

2.50 ft

L

Alimentación HLIN HS HH HLLL

120 segundos 3 12.84 mt /hr 3 15.113 ft 120 segundos 3 15.113 ft 1.2 ft 1.2 ft

L= Factor de ajuste= Lajustada =

HD

3

0.12594 ft /sec 3 0.428 mt 3 0.428 mt 0.354 mt 0.354 mt

8.325 ft 10% 9.158

Líquido

2.5 mt 3.0 mt

1.3 1.5 2.5 - 5.0 H

LLL

1 .5

1 .0

2 .5

0.76 mts

12

o

Cálculo de Separadores 4 Efecto Cálculo de Separadores Vapor Líquido o

4 efecto Cálculo del Diámetro UM Valor kg/hr 3,360 kg/hr 2,900

Parámetro

masa del líquido masa del vapor densidad del líquido densidad del vapor tiempo de llenado tiempo de vaciado Factor ajuste Altura Factor de ajuste Diámetro m L F LV

kg/mt3 kg/mt3 segundos segundos

986 0.106 1200 1200 20% 30%

V

*

mV

FLV =

0.0120 su

L

K=

V

max

L

K *

0.25 ft/sec

V

Vmax= Factor ajuste Vmax=

V

24.11 ft/sec 30% 18.55 ft/sec

Caudal volumétrico Q V

V Área transversal

A

V

Q V

3 27,358 mt hr 3 966,157 ft hr 3 268.377 ft /sec

QV = QV = QV =

m V

2 14 ft

AV =

V

max

Diámetro

D

4 A V

D=

5 ft 1.52 mts

2.0 mts

Cálculo de la Altura

Volumen de llenado

V T * Q

Volumen de vaciado

V T * Q

H

H

S

Vapor

L

S

L

HMP

Dónde TS= tiempo de vaciado y TH tiempo de llenado en segundos L

Longitud total

H

LLL

H H H H

S

LIN

H H D

MP

HLLL= Nivel mínimo recomendado1ft= 0.30 mts HH=VH/AV Altura de llenado HS=VS/AV Altura de vaciado HLIN= Distancia a tobera de entrada 1.5 ft (0.5 mts) HD= Zona de separación del líquido, 2ft (0.60 mts) o 0.2D el mayor 2.89 HMP= Distancia para eliminar neblina 1.5 ft (0.5 mts) TH=

Tiempo de llenado

Q L

QL= VH= TS= VS= HH= HS=

Volumen de llenado Tiempo de vaciado

3.41 40.116 1200 40.116 2.8 2.8

L= Factor de ajuste= Lajustada =

L/D= L/Dajustado L/D recomendado Distancia a la tobera de entrada L

Lentrada=

entrada

H

LIN

2.50 ft

L

Alimentación HLIN HS HH HLLL

1200 segundos

m L L

HD

mt3/hr ft3

3 0.03343 ft /sec 3 1.136 mt

Líquido

segundos ft3

3

1.136 mt 0.845 mt 0.845 mt

ft ft

11.544 ft 20% 13.853

3.5 mt 4.2 mt

1.8 2.1 2.5 - 5.0 H

LLL

1 .5

1 .0

2 .5

0.76 mts

13

er

Cálculo de la boquilla de entrada al Separador 1 efecto

Diámetro de la boquilla de Alimentación al Separador 3 0.032 v= densidad delvapor lbs/ft 3 60.06 l= densidad del líquido lbs/ft Qv= flujo másico del vapor lbs/hr 5,843 1.62 lbs/sec Ql= flujo másico dellíquidolbs/hr 27,232 7.564 lbs/sec QM= volumen de la mezcla en ft3/sec 3 0.1798 M= densidad de la mezcla lbs/ft

QV Ql

G M

1.62 7.564 0.1798

M

AT

51.08

51.09 ft /sec

QM=

sec

v * A T

Q M Q M

A T

3

ft

51 . 09

ft

3

sec

0 . 26

v

200 sec ft

2

AT *4

0.26* 4

3.1416

3.1416

D ; D 4

ft

2

0.57 ft

2

0.26 ft

0.078 mts2

0.57 ft Dboquilla

7.0 pg

0.174 mts

Diámetro de la boquilla de descarga del Separador

A TTubo

D

Q l

0.042 ft

l v l

A Tubo

ATTubo=

TTubo

*4

3 . 1416

0.231 ft DTubo=

2.8 in

14

o

Cálculo de la boquilla de entrada al Separador 4 efecto Diámetro de la boquilla de Alimentación al Separador 3 0.007 v= densidad delvapor lbs/ft 3 61.56 l= densidad del líquido lbs/ft Qv= flujo másico del vapor lbs/hr 6,395 1.78 lbs/sec Ql= flujo másico dellíquidolbs/hr 7,409 2.058 lbs/sec QM= volumen de la mezcla en ft3/sec 3 0.0143 M= densidad de la mezcla lbs/ft

QV Ql

G M

1.78 2.058 0.0143

M

Q

Q M

A T

AT

v *

M

A

268 . 7

3

268.70

ft

3

sec

1 . 58

170 sec ft

2

AT *4

1.58* 4

3.1416

3.1416

4

268.70 ft /sec

QM=

sec

T

v

D ; D

ft

ft

2

1.42 ft

2

1.58 ft

0.482 mts2

1.42 ft Dboquilla

18.0 pg

0.432 mts

Diámetro de la boquilla de descarga del Separador

A

D

Q

l

l

v

TTubo

A Tubo

ATTubo=

0.011 ft

l

TTubo

*4

3 . 1416

0.119 ft DTubo=

1.4 in

15

Bibliografía



Problemas de Ingeniería Química :Ocon &Tojo



Chemical Engineering Calculations Chopey



Introducción a la Termodinámica en Ingeniería Química: Smith &Van Ness



Principios de los Procesos Químicos : Hougen &Watson



Principios Básicos y Cálculos en Ingeniería Química: David M. Himmelblau



Sitio web para cálculos de Ingeniería Química http://tierling.home.texas.net/default.htm

16

EJEMPLO DE CALCULO DE EVAPORADORES

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