Casco y Tubos Kern 4X1.25

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Hoja de cálculo intercambiador de calor tipo superficie extendida

Transcript of Casco y Tubos Kern 4X1.25

Flujo externo: CorazaDatos:Thi: 212 °F T en la entradaTho: 91.4 °F T a la salidaTm: 151.7 °FCorazaDi: 11.65 pulg CorazaPasos: 1 Por la corazaEsp: 3 pulg Espacio entre los deflectoresTubos:d o: 0.750 pulg Tubosd i: 0.652 pulgb: 72 pulg Longitud-tubosN tubos: 86

TubosPT: 0.938 pulgC' : 0.188 pulgTipo: Triangulo

Para difrencias de temperaturas grandes:Δtc/Δth 0.042 hallarKc 0.470 halllarFc 0.250 Figura 17

bajas dt Fluido externoTh c: 151.7 °F c: Calórica (Tc media verdadera)

Propiedades a Tc o Tm según sea el caso:ρ: 76.96 lb/ft3s: 1.23136 Densidad entre la densidad del aguacp: 0.736 btu/lb.°Fu: 11.394 lb/ft.hrk: 0.2680 btu/hr.ft.°F viscocidad fig 15Pr: 31.29uw: 11.394 lb/ft.hr gases u=uwRdo: 0.002

Q 1165000 Btuw 13125 lb/hr

Area de flujo:as= 0.049 ft2

Masa velocidad:Gs: 270387 lb/hr.ft2de: 0.542 pulgDe: 0.0452 ft

caracteristicas del arreglo

Res: 1072

jh: 17.0 figura 28 pag 943ho: 318 Btu/hr.ft2.°Fhio: 634 Btu/hr.ft2.°F hint referida al diametro exteriorTemperatura en la pared TW: Omitir para bajas diferencias d temperatura

bajas dt Fluido internoTc c: 78 °FTw: 151.7 °F Revisar uw

φs= 1.00h'o: 317.8 Btu/hr.ft2.°F Corregido por viscocidades

Coeficiente global limpio:hint: 634 Btu/hr.ft2.°Fhext: 317.8 Btu/hr.ft2.°F

212 Btu/hr.ft2.°F corregidoCoeficiente global con Obstruccion:

148.7 Btu/hr.ft2.°F corregido

Area disponible:Aext= 101.3 ft2Sup./banco: ft2

Area requerida limpia:Q: 1165000 Btu/hrLMTD: 64.1 °FAe: 86 ft2NL: 0.847 Numero de bancosNL: 1Area requeridaObtruida:Q: 1165000 Btu/hrLMTD: 64.1 °FAe: 122 ft2NL: 1.2NL: 2

Caida de presion:Res: 1072e:De: 0.0452e/De:f: 0.00215 ft2/pulg2

Ds: 0.97 ft Diametro de la coraza en pies

Udi =

Udi =

Numero de cruces :(N+1)/paso: 24 Por paso (coraza)(N+1): 24

ΔPs= 1.26 psi

c: Calórica (Tc media verdadera)

Omitir para bajas diferencias d temperatura

Verficar si existen grandes diferencias de temperaturas:Lado tubos: Para el kern usar 1 en lmtd voyage

El FT se leera de la figura 19Determinacion del coeficiente interno:do 0.75 pulgdi 0.652 pulgNt: 86 Numero de tubosPasos: 2(Nt/n): 43b: 72 pulg Longitud de los tubosTci: 64.4 °FTco: 82.4 °FTb: 73.4 °F

Para difrencias de temperaturas grandes:Δtc/Δth 0.042 hallarKc 0.470 halllarFc 0.250 Figura 17

Tc c : 78 °F c: Calorica (Tc media verdadera)

Propiedades a Tc o Tb según sea el caso:ρ: 62.27 lb/ft3s: 0.99632 Densidad entre la densidad del del aguaCp: 0.9985 Btu/lb°Fu: 2.2600 lb/ft.hr fig 14k: 0.3488 BTu/hr.ft.°FPr: 6.470u w: 2.2600 kg/m.s

Rdo: 0.0020 factor de obstruccion

Q 1165000 Btuw 64819 lb/hr Flujo masicoa't: 0.333 pulg2 area transversal del tuboat 0.100 ft2 Area de flujo (se refiere al numero de tubos que llevan el fluido)Masa velocidad:Gt: 650998 lb/hr.ft2V: 2.90 ft/segDi 0.0543 ftRet 15641Petukov:Para Pr entre 0.5 : 2000 y RE entre 3*10^3 : 5*10^6e/D 0.000145f 0.027792 figura 8,3 incroperaNu= 115 8,63 incroperahi= 742 Btu/hr.ft2.°F

Sider y tate :

Nu= 114 Ec 8,61 incroperahi= 733 Btu/hr.ft2.°F

Si se trata de agua:hi= 730 Btu/hr.ft2.°F fig 25 Kern

metodo 4Flujo laminarMc adamsNu= 4.36h2 28

h i= 730 Btu/hr.ft2.°F Seleccionar el valor adecuado de la corRelaciones anterioresh io= 634 Btu/hr.ft2.°F Valor hi referida al diametro exterior

Φt 1 Correcion por viscocidadesh'io= 634 Btu/hr.ft2.°F

Area interna disponible (Para hallar el numero de bancos):Aint: 88.0 ft2Aint: 14.7 ft2/ft Por unidad de longitud

Caida de presion internaPrimariasRet: 15641e:e/di:

f: 0.000250 ft2/pulg2 Fig 26 Kern

Ds: 0.0543 ft Diametro interior del tubo expresado en piesΔPt: 0.45 psiΔPr: 0.46 psiΔPT: 0.905 psi

Para el kern usar 1 en lmtd voyageEl FT se leera de la figura 19

c: Calorica (Tc media verdadera)

Area de flujo (se refiere al numero de tubos que llevan el fluido)

Seleccionar el valor adecuado de la corRelaciones anterioresValor hi referida al diametro exterior

"Cuando Tw difiere de la temperatura media del fluido controlante y este es viscoso"

Diametro interior del tubo expresado en pies

"Cuando Tw difiere de la temperatura media del fluido controlante y este es viscoso"

Datos Intercambiador de coraza y tubosDATOS DEL CLIENTE

EmpresaDirección Lima Fecha 2/13/2016

CONDICIONES DEL PROCESO:Fluído lado tubos Agua Condición LiquidoFluido lado coraza Azucar-Agua (55%) Condición LÍquido

PROPIEDADES FISICAS

MagnitudLado Coraza Lado Tubos

Valor Unidad Valor UnidadDensidad 77.0 lb/ft3 62.27 lb/ft3Viscosidad dinámica 1.14E+01 lb/ft.hr 2.26E+00 lb/ft.hrConductividad térmica 2.68E-01 btu/hr.ft.°F 3.49E-01 btu/hr.ft.°FCalor específico 0.7360 btu/lb.°F 0.9985 btu/hr.lb.°F

PERFORMANCE DE LA UNIDAD:Parámetro Valor Unidad Valor UnidadFlujo volumétrico 170.5 ft3/hr 1040.9 ft3/hrFlujo másico 13125 lb/hr 64819 lb/hrTemp. de entrada 212 °F 82.4 °F Coeficiente globalTemp. de salida 91.4 °F 64.4 °F Valor UnidadCoeficiente pelicular 318 Btu/hr.ft2.°F 634 Btu/hr.ft2.°F 148.7 w/m2.kLMTD(Corregido): 64.1 °F 64.1 °F*Area Requerida (límpia) 86 ft2*Area Requerida (Obstruida) 122.2 ft2*Area Disponible 101.3 ft2Caída de presión estimada: 1.26 psi 0.9 psi* Las áreas se basan en el diametro exterior del tubo

CARACTERISTICAS DE LOS TUBOSValor Unidad

Material Ac. Inox-A-269Longitud promedio 72 pulgDiametro Exterior 0.750 pulgDiametro Interior 0.652 pulgNumero de pasos 2

CARACTERISTICAS DE LA CORAZAValor Unidad

MaterialDiametro Interior 0.97 ftNumero de pasos 1

CARACTERISTICAS DE DEFLECTORESValor Unidad

Material Ac. Inox-AISI 316Espaciado de deflectores 3 pulgNumero de cruces 24

CARACTERISTICAS DEL ARREGLOArreglo triangular

Valor UnidadSeparación transversal ST 0.9375 pulgSeparación diagonal SD 0.9375 pulg

T 68 °F 20 °C

ρ 0.058 lb/ft3 0.929073 kg/m3

Cp 1 Btu/lb.°F 4.1868 Kj/kg.°C

u: 0.052 lb/ft.hr 2.1495708E-005 Kg/m.s

k 60 BTu/hr.ft.°F 103.844079984 w/m.°C

Q° 1250000 Btu/hr 366.33875 KW

m° 100000 lb/hr 125.998 Kg/s

Vel 0.834 ft/seg 0.2542032 m/s

U 970 Btu/hr.ft2.°F 5507.9154961 w/m2.°C

ΔP 14.7 psi 101353 Pa

58 °C 136.4 °F

1.125 kg/m3 0.0702315 lb/ft3

1 Kj/kg.°C 0.2388459 Btu/lb.°F

0.00036 Kg/m.s 1 lb/ft.hr

628 w/m.°C 362.851691 BTu/hr.ft.°F

350 KW 1194250 Btu/hr

1 Kg/s 7937 lb/hr

0.00025 m/s 0.0008202 ft/seg

92 w/m2.°C 16 Btu/hr.ft2.°F

101.35 Pa 0.014700 psi