Diseño De Un Intercambiador De Calor

INGENIERÍA DE CALOR

Diseño de un Intercambiador de Calor


PROBLEMA
Diseñar un Intercambiador de Calor que condense 25000Kg/h de Isobutano que entra a 58.5°C, usando como método deenfriamiento agua que sale a 42°C.

Agua
ua







T2=58.5℃
T4=42℃
4
3
1

2

T1=58.5℃

Isobutano

M1=25000Kgh

CALCULOS

* Q=M1λ

Tc=134 ℃0Tc-T=134℃-58.5℃ λ=65KcalKg Q=25000Kgh65KcalKg

Q=1625000Kcalh

Qp=Qg

* Qg=M3CpΔT

1625000Kcalh=M31KcalKg℃42℃-28℃

M3=116072Kgh

∆TmH2O=28℃+42℃2 ∆TmH2O=35℃Cp=1KcalKg℃

ρ=993.95Kgm3

μ=727.4x10-6Pa∙s

K=0.6195Wmh℃

Pr=4.905

* Caudal H2O u=1ms

Ca=M3*u Ca=116072Kgh1h3600s1m3993.95Kg

Ca=0.032m3s

58.5ºC


∆T2=16.5ºC

∆T1= 30.5

42ºC

28°C

∆Tm=∆T2-∆T1ln∆T2∆T1 ∆Tm=30.5℃-16.5℃ln30.5℃16.5℃=23℃

* Agua por dentro
* Isobutano por fuera

Tubo 34in BWG 13

Do= 34in=0.01905m

Di=0.56in=0.01422m

x=0.095in=2.4×10-3m

DoDi= 0.01905m0.01422m=1.33

Dw=0.01905m-0.01422mln0.01905m0.01422m=0.016m

* Velocidad Agua

AfH2O= CaH2OUH2OAfH2O= 0.032m3s1ms

AfH2O=0.032m2

* No.tubos por pasos

No.tubos por pasos=0.032m2π4(0.01422m)2=202

* No. Pasos

Q= U0A0∆TmY U0=500Kcalhm2℃1625000Kcalh=500Kcalhm2℃×A0×23℃×1

A0= 141.3m2

1 Paso A0=πD0NTpL 141.3m2=π 0.01905m202L L=11.68m

2 Pasos 141.3=π 0.01905m404LL=5.84m

* Arreglo
Arreglo | Tubo | PT | NT | Ds | LD |
| 34in | 1516in | 420 | 23in | 6.65m |
| 34in | 1in | 376 | 2314in | 5.58m |
| 34in | 1in | 394 | 25in | 6.12m |Se ocupará el arreglo cuadrado

* Velocidad Real del Agua

urealH2O=0.032m3sπ4(0.01422m)2197 urealH2O=1.02ms

* Calculo de hi

hi=22801.352+0.0198Tu0.8D0.2...