Indice
1. Hoja
De
Cálculos.
2.
Calculo de la variación de presión en los
tubos
3. Calculo de la variación de
presión en la carcasa
Problema: En una planta que procesa alcoholes, el
alcohol etílico obtenido debe ser enfriado, desde
hasta 
a la presión de
1 Atm. sabiendo que
la temperatura de
saturación del vapor a esta presión es de 
.
El caudal ha enfriarse es de 
, siendo su densidad
. Para este
proceso vamos
a utilizar agua cuya
temperatura de entrada es de 
y su temperatura de salida es de 
.
El proceso tecnológico recomienda que las
resistencias a
las incrustaciones es de 
y la pérdida de presión por rozamiento
máxima es de 
.
Estamos perdiendo CALOR SENCIBLE, el equipo es un
CALENTADOR
Calculo Del Calor Especifico Del Alcohol (
) a la temperatura media
Tm.
Tabla
A-11
Este
calor pierde el ALCOHOL y gana el AGUA
Ecuación De Balance De Calor
Calculo del calor especifico del agua (
) a la temperatura media
tm.
Tabla
A-11
Calculo De Las Resistencias A Las Incrustaciones
(RD)
Coeficiente global de transferencia de calor de
diseño
Coeficiente global libre de transferencia de calor en
función
del área externa
:
Varía entre 300 a 500 (escogemos el intermedio de
400)
Ahora el balance de calor es igual a un calor
transferido:
Calculo De :
donde:
es el
área de diseño
es la
temperatura media logarítmica
Fc es el factor de corrección
Cálculo del área de
diseño.
es el
área de cada tubo.
Nt es el número de tubos
Escogemos el tubo de:
Diámetro exterior (De) = 1" = 0,0254
[m]
Diámetro interior (Di) = 0,02118 [m]
Espesor (
) = 0,00211 [m]
Longitud (L) = 18 pies = 5,49 [m]
Material: COBRE
(Cu)
Distribución de los tubos en los espejos:
CUADRADA
Paso del tubo (Pt) = 
" = 0,03175 [m]
Número de pasos (Np) = 6
Fc, asumimos al principio = 1
Nota: Cuando se diseña un intercambiador de calor
el módulo de REYNOLS en el interior del tubo mientras no
se especifique lo contrario debe ser mayor a 7000
Calculo Del Numero De Reynols
(viscosidad
para el agua a la
temperatura media de 32,5 [C]
(si
cumple que es mayor a 7000)
Cálculo de (Fc) real:
Fc = 0,82 De las tablas
Corrección del área de
diseño
Nt = 368 Tabla V.1.4
Calculo De 
:
Tabla
A-18 para el cobre
Cálculo de hc:
Para el
agua
A la Temperatura de 32,5 [C]
Cálculo de 
:
Para el
alcohol
Pt = 1,25" = 0,03175 [m]
Cálculo del número de Reynols para el
alcohol:
Cálculo de (Gs) velocidad másica en la
carcasa:
ap = área de paso
tabla: V.1.4
Ds = 31" = 0,7874 [m]
C = ¼" = 0,00635 [m]
Pt = 1 ¼" = 0,03175 [m]
Cálculo de (
). Varía de:
Cálculo del número de placas deflectoras
(
)
= 44
PLACAS (promedio)
= 45
ESPACIOS
(Si
está entre 0,07874 y 0,3937)
A la Temperatura de 52,5 [C] por Tablas para el
alcohol:
si
cumple
2. Calculo de la
variación de presión en los tubos
Cálculo de 
Cálculo de la velocidad (v)
del agua en el tubo.
=
Densidad del agua
Cálculo de la longitud (L).
Cálculo de 
:
De la
tabla.
Calculo De 
Este
valor si es
menor que y por
lo tanto si cumple.
3. Calculo de la
variación de presión en la carcasa
Cálculo de 
Cálculo de 
De la
tabla.
Cálculo de la velocidad de la carcasa(
)
Cálculo de la longitud de la carcasa(
)
Este
valor si es menor que y por lo tanto si cumple.
Ficha
CALENTADOR 2:6 Nt = | |||
PARAMETRO | PERMITIDO | CALCULADO | CUMPLE |
Rd
| 0,0006 0,64 0,64 | 0,0011 0,932 0,656 | SI SI SI |
Autor:
José Luis Merchán