DISEÑO DEL CAPUCHAS DE BURBUJEO EN TORRES DE DESTILACION.

La determinación del número de charolas de burbujeo en una columna de destilación es solo una parte del diseño necesario para asegurar el funcionamiento del sistema.La interpretación de destilación , absorción o requerimientos de recipientes metálicos con componentes internos ( como por ejemplo charolas ) para hacer sus funciones requiere el uso de datos teóricos y empíricos.

El costo de estos equipos están marcadamente influenciados por el diámetro de la columna y las complejidades de las charolas, tales como capuchas, subidas, bajadas, perforaciones, etc. Las eficiencias de las charolas calculadas para determinar las charolas reales pueden ser perdidas por cualquier de estas dos, desbalanceos y mal diseño.

La selección de una charola en particular y su diseño, pueden sustancialmente afectar el funcionamiento de un sistema de destilación, o absorción. Cada charola deberá ser diseñada para que de un eficiente contacto entre el vapor y el liquido tanto como sea posible, dentro de límites económicos. Si no es práctico, en la mayoría de los casos, cambiar el diseño de cada charola, para ajustarse a las condiciones calculadas.

Por lo tanto el mismo diseño de algunas charolas es usualmente usado a través de la columna o la sección superior puede ser de un diseño o tipo, mientras que la sección del fondo es de otro diseño. La mayoría de los diseños individuales de las charolas incluidas el de la columna , tienen el mayor costo.

TIPOS DE CHAROLAS Y APLICACIONES CARACTERISTICAS SOBRESALIENTES.

Cachuchas de burbujeo.,

El vapor sube a través de muescas o tomadores dentro de las cachuchas y salen a través de ranuras o perforaciones como burbujas en el líquido sobre la charola. La acción del burbujeo afecta el contacto. El líquido fluye sobre las cachuchas, salida de la presa y bajar a la charola de abajo.

Capacidad: Moderadamente alta y mantiene su eficiencia.Eficiencia: La mayoría de los datos para este tipo, es tan alta como otros diseños.Vibración: cerca de 3 veces mas que la de platos perforados o tipo colador. Una acción de Jet acompaña el burbujeo.Flexibilidad: La mayoría de los diseños de charolas para altos y bajos rangos de vapor y líquidos, son flexibles. Permiten drenajes positivos de líquidos de la charola, debido a la columna de líquido mantenida por los vertederos.Aplicaciones: Todos los servicios, excepto cotización, formación de polímeros u otras condiciones de alta suciedad. Se usa para condiciones de flujos

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extremadamente bajos donde la charola debe quedar húmeda y mantener un sello de vapor.Espaciamiento de las charolas: Es normalmente de 18” en promedio, pero va de 24 a 36 pulgadas para condiciones de vacío.

Charolas tipo colador o de platos perforados.

El vapor se eleva a través de pequeños orificios ( de 1/8” a 1 “ de diámetro ) en el piso de la charola, burbujeando directo en el líquido de una manera imparcial y uniforme. El líquido fluye a través del piso de la charola sobre el vertedero ( si se tiene ), va directo al bajante a la charola de abajo. ( ver figura ).

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Capacidad: Tan alta o mayor que el diseño de la capucha de burbujeo o abajo del 60% de las de diseño de alta eficiencia.A menor producción el funcionamiento cae así como su eficiencia.Eficiencia: Tan alta como las cachuchas e burbujeo en la región de diseño, pero cae a valores inaceptables cuando la capacidad se reduce al 60% (Aproximadamente).Vibraciones: Solamente una tercera parte que el de las cachuchas de burbujeo.Flexibilidad: No es adecuado generalmente para columnas trabajando abajo del 60% de su diseño, Las charolas derraman líquido a bajos rangos de vapor.Aplicaciones: Para sistemas donde la alta capacidad cerca de la del diseño deben ser mantenidas en servicio continuo. Manejan partículas sólidas suspendidas, cayendo hacia debajo de charola en charola. Los barrenos llegan a taponarse donde las charolas trabajan calientes y secas. ( como las charolas del lado del fondo ).Espaciado de las charolas: Pueden estar mas cerca que las cachuchas de burbujeo debido a un mejoramiento de la vibración. 15 “ es el promedio, 9”; 10” y 12” son aceptables estos espaciamientos, con 20 a 30” para trabajos de vacío.

PROPIEDADES DE LAS CHAROLAS.

Hay muchos diseños de charolas que resuelven problemas especiales y exceden las capacidades de las charolas convencionales. Los comentarios con respecto al funcionamiento son proporcionados por el fabricante.

DISEÑO DE LA CACHUCHA DE BURBUJEO.

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Las cachuchas de burbujeo han sido estudiadas extensamente y muchas recomendaciones d e diseño han sido presentadas en estos años. La más completa y la que mas generalmente se aplica es el método de Bolles, el hace referencia que la propia interpretación mecánica de los requerimientos del proceso es esencial en el diseño, para una operación eficiente y económica. No hay solo un resultado, pero una variedad de resultados, cada uno es especial para unas ciertas condiciones, y algunos son más económicos que los otros. Aún al mismo tiempo, muchos de estos diseños mecánicos y características de fabricación pueden ser idénticos para esos varios diseños.

Las charolas y cachuchas de burbujeo operan como una unidad o sistema; por lo tanto esto debe ser considerado en el diseño.

La costumbre de diseñar las charolas para cada aplicación es usualmente innecesaria y anti-económica. La mayoría de los diseñadores utiliza referencias estandarizadas de distribución charolas y tamaño de las cachuchas de burbujeo para checar cada sistema.

Objetivos del diseño.

Cada diseño de charola deberá principalmente resolver y acercarse a lo siguiente:

1.-Capacidad: Alta para vapor y/o líquidos como se requiera. Esto requiere de pequeños diámetros de columna para una producción dada. Flexibilidad y adaptabilidad para alta y bajas fluctuaciones en los rangos de vapor y líquidos.

2.-Caídas de Presión: Bajas caídas de presión son necesarias para reducir gradientes de temperatura entre el domo y el fondo de la columna. Altas caídas de presión esta normalmente asociado (pero no siempre ), con un diseño anti-económico. En algunos sistemas la caída de presión no es una característica controlable, con sus razonables limitaciones.

3.- Eficiencia: Alta eficiencia es el objetivo del funcionamiento de cada charola. El mejor de los contactos sobre un amplio rango de capacidades, la mayor deberá ser la eficiencia a través de este rango.

4.- Costo de fabricación e instalación: Los detalles deberán ser simples para mantener bajos costos.

5.-Costos de Operación y Mantenimiento: Los detalles mecánicos deberán ser considerados para las particularidades del los fluidos del sistema ( carbón, partículas suspendidas, fluidos inmisibles, etc ) y adaptar los requerimientos de drenajes, para limpieza ( química o mecánica ), corrosión, etc. Con el fin de mantener el costo diario de la operación y los tiempos fuera al mínimo.

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CACHUCHAS DE BURBUJEO, CHAROLAS Y EL DIAMETRO DE LA TORRE.

El diámetro de la columna para un servicio en particular es una función de las propiedades físicas del vapor y del líquido a las condiciones de la charola, las características de eficiencia y capacidad de los mecanismos de contacto ( charolas de burbujeo, charolas tipo colador, etc. ) son representadas por los efectos de la velocidad incluyendo la vibración y la presión de la operación. Desafortunadamente las inter relaciones de estas no son claramente comprendidas. De aquí que el diámetro esté determinado por relaciones de factores empíricos. Los factores que influencian las cachuchas de burbujeos y equipos similares, columnas de charolas tipo cedazo o de plato perforado son en cierto modo diferentes.

El método Sounders- Brown se emplea para determinar el diámetro de una torre ya sea para servicios de destilación, absorción o desorción.

El método se base en suponer que la máxima velocidad permisible del vapor dentro de la torre es aquella que origina una fuerza de empuje hacia arriba igual a la fuerza de atracción que ejerce la gravedad sobre las gotas de condensado formadas.

Esto involucra que el arrastre de líquido al plato superior es despreciable.

1er. PASO:

VELOCIDAD MASICA.

W = ó

Donde:

ρv = Es la densidad del vapor a la temperatura de operación en Lb/Ft3 o gr/cm3.

ρL = Es la densidad del condensado a la temperatura de operación en Lb/Ft3

o gr/cm3.

CSB corregido = A una constante que se obtiene de gráfica en función de la distancia entre platos ( ver grafica abajo ) y de la tensión superficial del condensado a la temperatura de operación media.

CSB corregido = CGAF * Fd

Fd es un factor de corrección según el tipo de torre a diseñar.

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TABLA No 1

DIAMETRO DE LA TORRE DISTANCIA ENTRE PLATOS

StM Ft CM PULG.

0.75 a 1.5 2.46 a 4.92 45.72 181.5 a 3.0 4.92 a 9.84 45.72 ó 61 18 ó 243.0 a 6.0 9.84 a 19.68 61 24

6.0 ó mayor 19.68 ó mayor 91.44 36 o mayor

El valor de CSB se determina para el domo y el fondo ( o en la parte intermedia ) de la torre con el fin de evaluar el punto de máximo diámetro requerido.

El valor de “W” obtenido en este cálculo es el máximo permitido, y de aquí que corresponda al diámetro mínimo aceptable para operación, fundamentalmente sin vibración, arrastres de plato a plato.

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2º. PASO:

El diámetro de la torre en la región de mayor flujo de vapor, queda determinado por:

Dt = en m ó en Ft

Donde VL = Al gasto máximo del vapor en ó

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W = A la velocidad másica en ó

METODO DE BOLLES

Este método esta basado en el cálculo del área de ranuras necesarias para que el vapor pase a través de ellas de manera que estas trabajen a una capacidad total o sea totalmente abiertas.

3er. PASO

Se hace la selección provisional de una cachucha estándar de acuerdo con el diámetro de la torre, determinado por el método SOUDERS-BROWN acudiendo a la tabla No 2.

TABLA No 2DIAMETRO DE LA TORRE DIAMETRO EXT. DE LA CACHUCHA

M Ft CM PULG.<1.50 <4.92 7.62 3

1.50 A 3.0 4.92 a 9.84 10.16 43.0 ó mayores 9.84 ó mayores 15.24 6

NOTA:

Para diámetros de torres muy grandes, se podrán utilizar cachuchas de 6” ( 15.24 cm ).

4º. PASO.

Se calcula el área de las ranuras mínimas necesarias para el flujo de vapor mediante la siguiente ecuación:

VVmax. = en ó

DONDE

Gmax = V´V = ó

ρV = ó

Ar = en m2 ó Ft2.

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DONDE :

Ar = Al área total de ranuras de las cachuchas en el plato ( m2 ó Ft2).Vmax = es el gasto de vapor en unidades volumétricas ( m3/seg ó Ft3/seg.Cr = es la constante que depende de la forma de la ranura ( ver tabla No.3 )

R =

Hr = Es la altura de la ranura en cm ó pulgs. ( ver dimensiones de la cachucha en la tabla 2-A ).

TABLA No. 3FORMA DE LA RANURA

R Cr

Triangular 0 0.120Trapezoidal 0.5 0.141Rectangular 1 0.151Nota: Son datos empíricos.

5º PASO.

Se selecciona una separación entre faldas de la cachucha adyacente del 25, 31.2, 37.5, ó 50% del diámetro exterior de la cachucha.

γ =

6º PASO.

Se calcula el área necesaria para la colocación de las cachuchas, la cual se obtiene de la siguiente fórmula con el factor de la tabla No.4.

TABLA No. 4dc =Tamaño de cachucha Fs =

cm Pulgs.γ = 0.25

γ = 0.312 γ = 0.375 γ = 0.50

7.62 3 0.39 0.35 0.32 0.2710.16 4 0.36 0.33 0.30 0.2515.2 6 0.29 0.26 0.20 0.20

Acc = área de colocación de las cachuchas.

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Acc = en m2 ó Ft2.

7º PASO.

Conociendo el área de colocación de cachuchas, BOLLES recomienda que esta área ocupe el 60% del área de la torre ( el área de transferencia ).

Acc =

Por lo tanto:

At = en m2. ó Ft2.

8º. PASO.

Se determina el diámetro de la torre de la siguiente forma.

At = 0.785D2.

Dt = en m ó Ft.

NOTA: Se compara este Dt en la tabla No 2 correspondiente al diámetro de la cachucha seleccionada.

9º. PASO.

Se observa sí la cachucha ( dimensiones ) escogida es la adecuada al diámetro de la torre encontrado en el punto No. 8. En caso contrario se selecciona otra cachucha siguiendo las recomendaciones del punto No. 1 y se repitan los cálculos de los puntos No. 3 al No. 8.

10º PASO.

Se selecciona el tipo de flujo más adecuado ( TABLA No 5 ) de acuerdo con las recomendaciones de BOLLES fijándose además las áreas de los bajantes ( TABLA No. 6 ). Esta última se adjunta.

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TABLA No 5 CAPACIDAD RANGOS DEL LIQUIDO EN LTS/SEG.Dt (Ft) (m) Flujo

invertidoLt/s

FlujoCruzadoLt/seg

Doblepaso

DoblePaso concascada

3 0.915 De 0 a 2 De 2 a 12.5

4 1.22 De 0 a 25 De 2.5 a 20

6 1.83 De 0 a 2 De 3 a 25 25 a 457 2.13 De 0 a 3 De 3 a 27 27 a 178 2.44 De 0 a 3 De 3 a 30 30 a 5010 5.05 De 0 a 3 De 3 a 30 30 a 55 55 a 9012 3.66 De 0 a 3 De 3 a 30 30 a 65 65 a 10015 4.57 De 0 a 3 De 3 a 30 30 a 70 70 a 11520 6.10 De 0 a 3 De 3 a 30 30 a 70 70 a 125

La tabla anterior puede servir como guía para la selección del tipo de flujo a emplear, esta en función del diámetro de la torre y la capacidad de la misma ( rango lt/seg. ).

El área del plato esta dividido en 4 zonas principales y son :

Zona de colocación de cachuchas. Zona de bajantes Zona de calma Zona residual.

El área de burbujeo ocupa del 60 al 70% del área de la torre variando de acuerdo con el diámetro de la torre, tipo de plato, etc.

La zona de calma es la franja existente entre las cachuchas y los vertederos tanto en la entrada como en la salida. El ancho de esta zona de calma acostumbra que sea de 3 a 7.5 a 10 cm diámetros medianos y grandes respectivamente.

Dt < 75 cm de 3 a 7 cm.Dt > 1,2 m de 7 a 10 cm.

La longitud óptima del vertedero se recomienda que sea como sigue:

Flujo cruzado 60 - 76% del diámetro de la torre. Doble paso 50 - 60% del diámetro de la torre.

Con un área de bajante central igual al área combinada de las bajantes laterales.

11vo. PASO.

Se hace un diagrama del plato, en donde se marquen las bajantes, así como la distancia entre cachuchas y vertederos; cachuchas –pared de la torre, se

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determina el número de cachuchas real que pueden ser colocadas en el área de colocación restante.

No cachuchas =

12vo. PASO.

Se determina el área de las ranuras por plato y esta deberá ser igual o ligeramente mayor al área de ranuras mínimas calculadas en el punto No 4. En caso contrario se aumenta o disminuye un poco el diámetro de la torre según sean los caos y se repiten los pasos 10, 11 y 12.

RECOMENDACIONES DE DISEÑO.

a).- DISTANCIA ENTRE PLATOS ( St ).

La distancia entre platos debe ser suficientemente grande para permitir que líquido y vapor se separen después de haberse establecido el contacto entre las dos fases, de manera que el arrastre del líquido al plato superior sea mínimo.

La altura del líquido en la bajante no será mayor del 50% de la distancia entre platos. Esta altura de líquido es necesaria para vencer la caída de presión a través del plato.

Sin embargo, la separación de los platos se fija generalmente tomando en cuenta factores mecánicos, de acuerdo al diámetro de la columna como se muestra en la tabla No.1.

Para torres de diámetros entre 1.5 a 6 metros, se recomienda la existencia de entradas-hombre cada 10 platos, así como una sección removible en ellos lo suficientemente amplia para que permita el paso de un hombre a través de la misma, para realizar los trabajos de mantenimiento y limpieza.

En torres donde existan entradas de hombre, la distancia mínima entre platos será de 61 cm para permitir los movimientos de entrada y salida del operario.

b).-TIPOS DE FLUJO EN EL PLATO.

Existen 4 diferentes maneras de que el líquido pueda fluir a través del plato.

o Flujo invertido.o Flujo cruzado.o Doble paso.o Doble paso con cascada.

La finalidad de cada uno de estos arreglos es la de reducir el gradiente hidráulico al mínimo.

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RECOMENDACIÓN DE BOLLES.

BOLLES recomienda las siguientes especificaciones como guía para el arreglo de áreas del plato preliminar.

Para columnas de 1.83 metros de diámetro preliminar.

Tipo de Flujo CruzadoLongitud del vertedero 77% diámetro de la torreÁrea de cada bajante 12% área de la torreÁrea de burbujeo máxima 76% área de la torre

Para columnas mayores de 1.86 metros de diámetro.

Tipo de Flujo Doble PasoLongitud vertederos laterales 62% diámetro de la torreÁrea con bajantes lateral 6% área de la torreÁrea de bajante central Área combinada de las 2 bajantes lateralesÁrea de burbujeo máximo 76% área de la torre

Dimensiones de la cachucha de burbujeo:

Estas dimensiones están en función del diámetro de la cachucha y del material de construcción. En la tabla 2-A se muestran todas las dimensiones que las constituyen.

Separación entre cachuchas.

La práctica ha demostrado que una separación entre faldas de cachucha adyacentes de 2.54 a 7.6 cm. Es recomendable para que la distribución de vapor en el líquido sea eficiente ( ver tabla No. 4 ).

Altura del Vertedero.

La altura del vertedero de salida es el único que se calcula, ya que el de entrada no es recomendable por la posible acumulación de sólidos. La altura queda determinada por la siguiente ecuación:

hv = altura del anillo + Hr + hse + ancho del anillo.

Donde:Altura del anillo = ha = 2.27 cm, 2.54 cm, 3.81 cm.Hr = altura total de la ranura = 2.54 cm, 3.17 cm, 3.81 cm.hse = sello estático ( es la distancia existente entre la parte superior de las ranuras cercanas al vertedero de salida y la altura de este.). El valor de hse se escoge entre 1.25 cm y 4 cm con un valor recomendado de 2.54 cm para la mayoría de los casos,

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Ancho del anillo = 0.635 cm.= (1/4”)

Sello de la mampara y bafle de redistribución:

El sello de la mampara es necesario para evitar que el vapor fluya a través de la bajante en lugar de hacerlo por la zona de cachuchas ( de transferencia ) la siguiente tabla sirve como guía de selección del sello.

TABLA No. 7.

Distancia vertedero-mampara ( m ) Sello de la mampara ( cm )Menor de 1.5 1.27

1.5 a 3.0 2.54Mayor de 3.0 3.80

Los bafles de redistribución se colocan entre la pared de la torre y la ultima cachucha de una hilera, cuando la distancia entre estas excede 2.54 cm que es la separación normal entre cachuchas.

Tienen como finalidad de que el líquido pase siempre a través de las hileras y cachuchas evitando así el by-pass por algunas hileras.

La separación entre bafle y cachucha será igual a la existente entre las cachuchas y su altura será aproximadamente el doble de la altura del líquido en al plato.

13vo. PASO.

Cálculo de la dinámica del plato.

Comprende el estudio del comportamiento hidráulico del líquido y vapor en el dispositivo de transferencia ( plato ).

Este estudio es indispensable ya que nos permitirá predecir si el platp especificado ( dimensionado ) trabajara satisfactoriamente.

Inundación.

La inundación de una torre puede producirse por:

Área del bajante insuficiente para el flujo del líquido. Arrastre exagerado de líquido el cual es tan grande que alcanza a llegar

al plato de arriba inundándolo.

1.- Parámetro flujo líquido-vapor ( FLV ).

FLV =

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2.-Parámetro de capacidad de vapor ( Csb ).

Csb = Un *

Un = velocidad lineal de inundación del vapor.

El empleo de la gráfica No.4 presupone que:

El sistema produce poca espuma. La altura del vertedero será de 15% de la distancia entre platos, o sea

hv <=0.15(St). El área de burbujeo ocupa la mayor parte del área comprendida entre

los vertederos de entrada y salida ( Acc = 60% al 70% de At ). La tensión superficial del líquido es de 20 dinas /cm.

CORRECCION POR TENSION SUPERFICIAL.

Csb inund. =

De la anterior

%inund. =

Donde:

Un inund = en

Un inund. = velocidad de inundación obtenida de la gráfica No. 4, corrección por tensión superficial y despejada de la ecuación del parámetro de capacidad de

vapor ( Csb ), fórmula anterior.

Anf = Área neta de flujo = área de la torre-área de bajante de salida.Eficiencias de arrastre.

La eficiencia global de una torre esta dada por:

Et =

La eficiencia Et de un plato es la medida que nos indica el grado en que un plato real se acerca al comportamiento ideal y esta dada por:

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Em =

Debido a que la ecuación anterior involucra la composición del vapor en el plato n y ( n + 1 ). Colbrun, faiir y Mathews estudiaron el fenómeno y observaron que el arrastre de gotitas de líquido al plato superior ocasionando flujo ascendente del vapor, produce una disminución de la eficiencia del plato; tomando en cuanta esto llegaron a :

Em = 0.7 Eficiencia de Murphy

La gráfica No. 5 nos da el arrastre ψ en función del parámetro de flujo y de inundación calculado anteriormente.

Es importante que el arrastre fraccional máximo económicamente permitido es:

Ψ = 0.15 = 15% max.

Apertura de las ranuras = Abr = hbr

El vapor para poder pasar a través de las ranuras, empuja hacia abajo el líquido que se encuentra en el espacio anular de las cachuchas y sale por ellas, este empuje puede ocasionar que las ranuras trabajen total o parcialmente abiertas, dependiendo del gasto de vapor.

La capacidad máxima de manejo de vapor en las ranuras es la conocida ecuación:

Vmax. = Cr * en

Con el % de flujo se entra en la gráfica no. 6 y se obtiene el % de abertura de las ranuras.

Abr = Abertura = % Abertura ( Hr ) dado en cm.

Caída de presión = ht .

La caída de presión es la suma de cabezas de líquido en el plato mas la caída de presión, esta está dada por las cachuchas.

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La caída de presión esta dada por el proceso.

A continuación se revisan los contribuyentes que originan la caída de presión:

a).- Sello estático de las ranuras = hse , los valores recomendados varían de 1.27 a 3.5 cm, siendo el más recomendado el de 2.54 cm.

b).- Altura del líquido sobre el vertedero = hsv.

La ecuación de Francis nos define la altura del líquido sobre el vertedero para vertederos rectos son límites.

hsv = 0.0443 dado en cm.

L” = líquido ( flujo ) en lts/min, dividir entre 2 ( para flujo de 2 pasos ).Lv = Longitud del vertedero en m.

Los valores de las alturas del líquido sobre el vertedero recomendados son :

Mínimo de 1.27 cmMáximo de 3.80 cm.

c).- Gradiente Hidráulico = ∆ ( cm ).

Método gráfico, Se siguen los siguientes pasos:

1).- se calcula el gasto de líquido por metro de ancho promedio de flujo (L”/Lp ).

Lp =

2).- se supone un valor de gradiente ( ∆ sup. ) tentativo comprendido entre 2.5 a 5 cm.

3).- se calcula la altura media del líquido ( hi ) en el palto con la siguiente ecuación:

hl = hv + hsv + dado en cm.

4).- Conocido el espaciamiento de cachuchas ( γ ) mediante las gráficas 10-21 se obtiene el gradiente no corregido por el flujo de vapor por hilera de

cachuchas ( ∆ly ).

5).- El gradiente no corregido a través de todo el plato será:

∆l = ( ∆ly ) * ( Número de hileras normales al flujo de líquido ).

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6).- Corregir por flujo de vapor:

∆corr = ∆l * Cv en cm.

Donde Cv se obtiene de la gráfico No. 8.

7).- Se compara ( ∆ sup.) con ( ∆corr ) si son iguales, el cálculode ( ∆ ) estará terminado, en caso contrario se repite el procedimiento de cálculo a partir del paso No. 2, haciendo ( ∆ sup.) igual al valor obtenido de ∆ obtenido en el paso No. 6.

d).- Caída de presión del vapor al pasar a través de la cachucha:

esta caída de presión esta dada por diferentes contribuyentes como son el área de retorno, área anular y caída de presión a través de las ranuras.

1.- Caída de presión a través del elevador y área de retorno = área anular.

hpc = Kc * en cm.

hpc = caída de presión parcial en la cachucha ( cm ) .

Kc se obtiene de la figura No. 13 en función de la relación en las áreas anular y elevador de la tabla de especificación de las cachuchas.

Arr = área de ranuras real.

2.- caída de presión a través de las ranuras. Esta caída es igual a la abertura

de la ranura “ hr “, ( Abr = hr ).

3.- La caída de presión de la cachucha será:

hc = hpc + hr en cm

e).- caída de presión total a través del plato:

Esta dada por las sumas de todas las cabezas.

Caída de presión total =

14avo Paso.

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Debido a que el gradiente hidráulico es un desnivel a través del plato, esto hace que las cachuchas no trabajen a la misma capacidad; esto es debido a que los que están en la entrada del plato trabajarán a un 80% mientras que los se encuentren a la salida del plato a un 120 % es decir, fluye vapor adicional por debajo del anillo de las ranuras.

La relación que nos define el coeficiente de distribución esta dada por :

Rdv =

Donde: ∆ esta en cmhc esta en cm.

Los valores bajos de “ Rdv “ indican una buena distribución de vapor.

Rdv max. = 0.5 ( de 0.4 a 0.6 ).

Sello dinámico de las ranuras = hsd

El sello dinámico o sumergencia de las ranuras se forma cuando el plato se encuentra en operación.

hsd = hse+ hsv +

Los valores de hsd recomendaos son :

TABLA No. 9Presión de operación hsd en cm

Vacío 1.27 a 3.8Atmosférica 2.54 a 6.35

3.5 a 7 Kg/cm2 3.8 a 7.614 a 35 Kg/cm2 5 a 10

Altura del líquido en la bajante:

Antes de evaluar esto es necesario determinar la caída de presión bajo la mampara y las pérdidas por fricción bajo la mampara.

La altura de la mampara sobre el piso del plato puede variar de 3.8 a 10 cm. Y se calcula por:

hbm = 4.5 *10-5 en cm.

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Nota: Antes es necesario calcular el área bajo la mampara “ Abm”

Abm =( distancia mampara y piso)*(long. Del vertedero).

La caída de presión máxima bajo la mampara es de 2.54 cm>= hbm

La altura del líquido sin espuma en la bajante esta dado por la suma de las cabezas del líquido:

Hb = hv + hsv + ∆+ hbm + ht dado en cm.

La altura del líquido en la bajante tendrá un valor máximo del 50% de la distancia entre platos, sí es mayor será necesario aumentar el área de las bajantes para aumentar la capacidad de manejo del líquido.

Tiempo de residencia del líquido en la bajante ( tr ).

Para servicios de poca espumación mínimo 3 segundos.Para sistemas con espumación 5 segundos ( como mínimo )

Vel = velocidad que baja el líquido = en

L esta dado

Ab esta dado en m2.

Tr = en segundos

Donde

Altura del líquido en la bajante en mts.Velocidad con que baja el líquido en m/seg.

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