Análisis Pinch De Redes

CÁLCULO DEL PUNTO PINCH

1. IDENTIFICACIÓN DE LAS CORRIENTES CALIENTES, FRÍAS Y DE SERVICIO EN EL PROCESO


Corrientes calientes


Son aquellas que deben ser enfriadas o están disponibles para ser enfriadas (Tout < Tin).


















Corrientes frías


Son aquellas que deben ser calentadas (Tout > Tin).Corrientes de servicio


Son usadas para calentar o enfriar corrientes de proceso, cuando la transferencia de calor entre corrientes es económica o no práctica. Un número de diferentes servicios calientes (vapor, agua caliente, gas de flama, etc.) y servicio fríos (agua de enfriamiento, aire, refrigerante, etc.) son usados en la industria.



2. DATOS DE EXTRACCIÓN TÉRMICA PARACORRIENTES DE SERVICIO Y PROCESO.


Para cada corriente caliente, fría y de servicio se extraen los siguientes datos térmicos para el material de proceso y el balance de calor en el diagrama de flujo:


❖ Temperatura de suministro TS, temperatura a la cual la corriente está disponible.
❖ Temperatura objetivo (Target) TT, temperatura a la cual la corriente debe sertomada.
❖ Capacidad calorífica de flujo (CP), producto del flujo y el calor específico.
❖ Cambio de entalpía H, H = CP (TS - TT)…………………………. (Ec. N° 01).


Ejemplo:




















3. ELECCIÓN DEL VALOR INICIAL DE ΔTMIN.

El diseño de cualquier equipo de transferencia de calor debe siempre cumplir la segunda ley de la termodinámica queprohíbe cualquier cruce de temperaturas entre la corriente fría y caliente I.e. debe permitirse la fuerza mínima de transferencia de calor para un diseño viable del intercambiador de calor.

Así, la temperatura de la corriente caliente y fría en cualquier punto del intercambiador debe tener siempre una mínima diferencia de temperatura (ΔTMIN). Este valor de ΔTMIN representa el cuello debotella en la recuperación de calor.

En términos matemáticos, en cualquier punto del intercambiador

Temperatura de la corriente caliente (TH) – Temperatura de la corriente fría (TC) = ΔTMIN……………………………………………………………………………………………………… (Ec. N° 02).

El valor de ΔTMIN es determinado por el coeficiente global de transferencia de calor (U) y la geometría del intercambiador. En eldiseño de redes, el tipo de intercambiador de calor a ser usado en el pinch determinará el ΔTMIN práctico para la red.

Para un valor dado a una carga de transferencia de calor (Q) la elección de los valores de ΔTMIN tienen implicaciones para el capital y los costos de capital y energía.





Algunos valores basados en las aplicaciones de Linnhoff son tabulados para unintercambiador de coraza y tubos.














4. ELABORACIÓN DE LAS CURVAS COMPUESTAS Y DE LA GRAN CURVA COMPUESTA.


Las Curvas Compuestas consisten en los perfiles de temperatura (T) – Entalpía del calor disponible en el proceso (la Curva Caliente Compuesta) y la demanda de calor en el proceso (la Curva Fría Compuesta) juntos en una representación gráfica.

Engeneral, en el diagrama se representa cualquier corriente con un valor de capacidad calorífica (CP) constante por una línea recta que va desde la temperatura de suministro hasta la temperatura objetivo de la corriente. Cuando existe un número de curvas de calor y frío compuestas simplemente involucra la adición de los cambios de entalpía de la corriente en los intervalos respectivos de temperatura.En la Fig. N° 01 se muestra un ejemplo de las curvas compuestas de calor

Las curvas compuestas calientes o frías completas consisten en una serie de líneas rectas conectadas, cada cambio en la pendiente representa un cambio global en la velocidad de flujo de la capacidad calorífica (CP) de la corriente caliente.

Curvas Compuestas Combinadas...