Intercambiadores De Calor Para Aceite
Páginas: 7 (1713 palabras)
Publicado: 16 de septiembre de 2011
Memoria de cálculo para Calentadores de Aceite
1. Tanque Principal
Condiciones de Calentamiento
|Producto a calentar |ACEITE 12°API |
|Masa de producto a calentar |Kg |122377 |
|Volumen de producto acalentar |m3 |125 |
| |gal |33022 |
|Temperatura Inicial |°C |10 |
||°F |50 |
|Temperatura final |°C |40 |
| |°F |104 |
|Tiempo inicial de calentamiento|horas |5 |
|Vapor Disponible |Condición |SATURADO |
|Presión |PSI(a) |135.96 @ 350.76°F |
||bar(a) |9.37@ 177.08°C |
|Eficiencia | |80% |
A partir de estas condiciones se inicia la secuencia de cálculo para el diseño de un elemento calefactor.
Área requerida para la transferencia de calor
De la tabla ##(Gravedad especifica de Hidrocarburos) se selecciona el valor que corresponda según el tipo de aceite.
Para el caso de un aceite de 12°API,
|Densidad relativa |0,980 |
|Densidad ρ Diferentes unidades |979,02 kg/m3 |
| |61,12 lb/ft3 |
| |8,17 lb/gal|
Conocida la masa de aceite a calentar y definido un tiempo durante el cual se planea realizar este calentamiento, se tiene un flujo másico de aceite
m m = 122377 kg/ 5h = 24475.5 kg/h = 53960.2 lb/h
Dada la densidad en unidades consistentes, se puede tener un flujo volumétrico:
m v = 53960.2 lb/h / 8,17 lb/gal = 6605 gal/h
De la tabla ## (Contenido de calor en combustibleslíquidos) y según el cambio de temperatura que se necesita, se tiene
|Temperatura Inicial |10 °C |185,0 BTU/gal |
|Temperatura Final |40 °C |322,7 BTU/gal |
Lo cual implica que la cantidad de energía requerida para lograr una diferencia de temperatura de 30°C, será:
∆ E = (322.7 -185.0) BTU/gal = 137.7 BTU/galEl flujo de calor referido al aceite requerido para este propósito será,
Q Aceite = 137.7 BTU/gal x 6605 gal/h = 909832 BTU/h
Siendo muy conservadores en los cálculos, se tendrá en cuenta una eficiencia en la transferencia del 85%, se corrige el valor anterior.
Q Diseño = 1070390 BTU/h
Como se trata de un tanque atmosférico y se asume convección libre para un elemento calefactorsumergido, se consideran dentro de los cálculos las perdidas por estos aspectos.
Convección libre fuera de tubos[i]
h c = 0.3 x ∆ t 0.25 = 0.3 x (54° F)0.25 = 0.813 BTU/(h. t2.° F)
Relación de Radiación al ambiente[ii]
h r = 0,173 x ε x ((T hot/100)4-(T cold/100) 4)/(T hot-T cold)
Siendo T hot = 40°C ≈ 565° R
T hot = 10°C ≈ 511° R
ε = 0.8 (supuesto según material)
h r...
1. Tanque Principal
Condiciones de Calentamiento
|Producto a calentar |ACEITE 12°API |
|Masa de producto a calentar |Kg |122377 |
|Volumen de producto acalentar |m3 |125 |
| |gal |33022 |
|Temperatura Inicial |°C |10 |
||°F |50 |
|Temperatura final |°C |40 |
| |°F |104 |
|Tiempo inicial de calentamiento|horas |5 |
|Vapor Disponible |Condición |SATURADO |
|Presión |PSI(a) |135.96 @ 350.76°F |
||bar(a) |9.37@ 177.08°C |
|Eficiencia | |80% |
A partir de estas condiciones se inicia la secuencia de cálculo para el diseño de un elemento calefactor.
Área requerida para la transferencia de calor
De la tabla ##(Gravedad especifica de Hidrocarburos) se selecciona el valor que corresponda según el tipo de aceite.
Para el caso de un aceite de 12°API,
|Densidad relativa |0,980 |
|Densidad ρ Diferentes unidades |979,02 kg/m3 |
| |61,12 lb/ft3 |
| |8,17 lb/gal|
Conocida la masa de aceite a calentar y definido un tiempo durante el cual se planea realizar este calentamiento, se tiene un flujo másico de aceite
m m = 122377 kg/ 5h = 24475.5 kg/h = 53960.2 lb/h
Dada la densidad en unidades consistentes, se puede tener un flujo volumétrico:
m v = 53960.2 lb/h / 8,17 lb/gal = 6605 gal/h
De la tabla ## (Contenido de calor en combustibleslíquidos) y según el cambio de temperatura que se necesita, se tiene
|Temperatura Inicial |10 °C |185,0 BTU/gal |
|Temperatura Final |40 °C |322,7 BTU/gal |
Lo cual implica que la cantidad de energía requerida para lograr una diferencia de temperatura de 30°C, será:
∆ E = (322.7 -185.0) BTU/gal = 137.7 BTU/galEl flujo de calor referido al aceite requerido para este propósito será,
Q Aceite = 137.7 BTU/gal x 6605 gal/h = 909832 BTU/h
Siendo muy conservadores en los cálculos, se tendrá en cuenta una eficiencia en la transferencia del 85%, se corrige el valor anterior.
Q Diseño = 1070390 BTU/h
Como se trata de un tanque atmosférico y se asume convección libre para un elemento calefactorsumergido, se consideran dentro de los cálculos las perdidas por estos aspectos.
Convección libre fuera de tubos[i]
h c = 0.3 x ∆ t 0.25 = 0.3 x (54° F)0.25 = 0.813 BTU/(h. t2.° F)
Relación de Radiación al ambiente[ii]
h r = 0,173 x ε x ((T hot/100)4-(T cold/100) 4)/(T hot-T cold)
Siendo T hot = 40°C ≈ 565° R
T hot = 10°C ≈ 511° R
ε = 0.8 (supuesto según material)
h r...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.