Manual de Consulta Intecambiadores de Calor

Intercambiadores de Calor

Manual de Consulta

Es decir, que el caudal volumétrico es:

⎜⎜ ⎝ ⎛

⎜ ⎝ ⎛ ⎟⎟ ⎠ ⎞

1000 kg m 3

h kg 75,598.75

3600 s 1h

⎟ = ⎠ ⎞

m /s 0.021 3

Asumiendo una velocidad lineal de 1.22 m/s (4 ft/s) dentro de tubos, el área transversal de flujo requerida total será:

3

s 0.021m

1.22 m s

⎜ ⎝ ⎛

⎟ = ⎠ ⎞

2

0.017 m

Esta es una superficie relativamente pequeña, de modo que será suficiente usar tubos de 5/8” en vez de tubos de 3/4". El número de tubos de 5/8" requerido para 0.093 m 2 (1 ft 2 ) de área transversal de flujo será (de la tabla) 746 tubos por m 2 de área transversal de flujo. Como el área transversal de flujo requerida total es 0.017 m 2 , el número de tubos es: ( ) tubos 138 tubos 138.31 0.017m 0.093m tubos 746 2 2 ≈ = De la tabla, el área externa contenida en 0.093 m 2 (1 ft 2 ) de área transversal de flujo por 0.305 m (1 ft) de longitud, es 400.47 m -1 . El área externa por 0.305 m (1 ft) de longitud es el producto del área externa contenida en 0.093 m 2 (1 ft 2 ) de área transversal de flujo por 0.305 m (1 ft) de longitud por el área transversal de flujo requerida total: 11.34 x 0.017. La longitud se obtiene dividiendo la superficie externa de intercambio por el área externa por 0.305 m (1 ft) de longitud: L = 15.53/400.47/0.017 = 2.28 m. De la Gráfica 5, el número de tubos a través de la coraza para un haz de 138 tubos es 13 (línea inferior). El cociente diámetro de la coraza sobre diámetro de tubo es 18 (línea superior) lo que da una coraza de 18 x 5/8 = 11" de diámetro. Es preferible tener una velocidad lineal de flujo del lado de coraza de unos 0.61 m/s (2 ft/s). El flujo del líquido orgánico es: Como la Gráfica 6 está basada en un caudal de 0.0028 m 3 /s (1 ft 3 /s) la velocidad está representada en realidad por la curva de 0.61/0.1 = 6.1 m/s. Pero como la gráfica está basada en tubos de 1" y los que se tiene son de 5/8" se debe volver a corregir la curva que resulta: 6.1 x 5/8 = 0.0968 m/s (0.318 ft/s). Usando esta curva (interpolando) se tiene que para 13 tubos el espaciado de deflectores es alrededor de 10.16 cm (4"). Para resumir: el intercambiador tendrá 138 tubos de 5/8" en un haz de 2.28 m (7.5 ft) de largo, con una coraza de unas 11" de diámetro, y los deflectores están separados 10.16 cm (4"). Observaciones: La técnica que se explicó se puede usar sin dificultades para muchos casos que se presentan habitualmente. Tiene defectos y limitaciones. Por ejemplo, se basa en tubos de calibre 16, cuando en ciertos casos especiales puede ser necesario o conveniente usar otro espesor de pared. Probablemente sea más fácil usar un software de cálculo en muchos casos pero si se tiene en cuenta que un cálculo rápido con esta técnica solo puede insumir algunos minutos, resulta conveniente para fines de comprobación. m /s 0.0028 3 3600 s 1h 1ft 0.028 m 3 0.45 kg 1lb 55 lb ft 3 h kg 9,071.85 3 ⎟ = ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛

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