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Universidad Rey Juan Carlos

Diseño y simulación
de cambiadores de
calor con Aspen
Experimentación en Ingeniería Química II.

Grupo 10:
María Inés Ávila Vivas
Rubén García Marín
Irene García Navarro
Tania Martín Clemente
12 de Octubre de 2011

Grupo 10

EIQ II. TC-SIM

Diseño y simulación de cambiadores
de calor con Aspen.
ContenidoObjetivos........................................................................................................................... 2
Procedimiento experimental. ............................................................................................ 2
Diseño de un cambiador de calor. ................................................................................. 2
Simulación de un cambiador de calor........................................................................... 3
Cálculos, resultados y discusión. ...................................................................................... 3
Diseño de un cambiador de calor. ................................................................................. 3
Simulación de un cambiador de calor. .......................................................................... 7Conclusiones................................................................................................................... 22
Bibliografía. .................................................................................................................... 22

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Objetivos.
El objetivo de esta práctica es aprender a diseñar un cambiador de calor utilizando la
herramientainformática ASPEN EXCHANGER DESIGN & RATING. Con este
programa también nos familiarizamos con los parámetros característicos propios del
aparato, deduciendo de forma lógica si los datos insertados eran coherentes y estudiando
después los resultados.
Por otro lado también hemos realizado una simulación de un cambiador de calor
utilizando el agua como fluido refrigerante y como fluido receptor, yanalizando
después los datos obtenidos, esperando su comprobación en la práctica de
“Cambiadores de calor”.

Procedimiento experimental.
Diseño de un cambiador de calor.
Se realizará el diseño de un cambiador de calor en el modo básico de entrada. El equipo
a diseñar debe permitir el enfriamiento de 284.000 kg/h de una gasolina desde 213 ºC
hasta 167 ºC, utilizando como refrigerante 75.000 kg/h de agua deproceso que se
calienta desde 50 ºC a 167 ºC. Se deben tener en cuenta los siguientes datos:
Tabla 1. Datos de diseño.

Datos del proceso
Presión de entrada (bar)
Pérdida carga permisible (bar)
Resistencia por ensuciamiento (m2·K/W)

Gasolina
12
1,5
5,28E-4

Agua
50
1
8,8E-5

Tabla 2. Datos de diseño.

Campo

Entrada

Tipo de Cabezal Frontal

TEMA B

Tipo de Cabezal Posterior

TEMA S

Lado para laCorriente Caliente

Carcasa

Además deben tomarse por defecto los siguientes valores proporcionados por B-JAC:





Una única carcasa horizontal tipo TEMA E de acero al carbono.
Tubos lisos de acero al carbono de 19,05 mm y 2,11 mm de espesor, separados
entre sí una distancia de 25,4 mm con disposición triangular de 30º.
Tabiques deflectores de segmento simple, con un corte vertical (paraleloa la
boquilla de entrada).
Se buscarán diseños para un cambiador con un máximo de 16 pasos por carcasa
y con una longitud de los tubos de hasta 6096mm.

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Simulación de un cambiador de calor.
Se realizará la simulación del cambiador de calor de carcasa y tubos utilizado
previamente en la práctica de Cambiadores de Calor, obteniendo con Aspen B-JAC los
resultadosteóricos del coeficiente global de transmisión de calor en todas las
condiciones de operación experimentadas.

Cálculos, resultados y discusión.
Diseño de un cambiador de calor.
Al introducir los datos especificados tal y como se explica en el fundamento teórico
obtenemos la siguiente hoja de especificaciones:

Ilustración 1. Hoja de especificaciones. Diseño.

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