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Ejercicio 4

Se requiere diseñar un intercambiador de calor tipo desobrecalentador-condensador para procesar 50000(lb/h) de acetato de etilo a 35 (lbf/pulg2) y punto de ebullición 248 ºF. Elfluido caliente ingresa a una temperatura de 300 ºF y sale a 248 ºF. Se dispone de agua de enfriamiento desde 85 a 120 ºF. El equipo industrial para enfriar y condensar el referido fluido debe sertipo 1-2 de 27 pulgadas de DI, 432 tubos de ¾ de pulgada DE, 16 BWG y 12 pies de largo, 4 pasos por tubo y pitch de 1 pulgada de arreglo en cuadro. El espaciamiento entre deflectores debe ser de 12pies.

Determine:

a) El balance de calor para este proceso, la diferencia logarítmica de temperatura, el área de transferencia de calor para el equipo requerido y el factor de obstrucción paracumplir con las especificaciones técnicas del proceso industrial planteado.

b) Comente su resultado respecto al Rd (Factor de obstrucción o ensuciamiento) obtenido.

c) Especifique un ejemploreal en que sea apropiado, del punto de vista técnico y de las operaciones unitarias, el implementar en algún proceso térmico un equipo de intercambio de calor que involucre desobrecalentamientocondensación y subenfriamiento.

Datos:

 

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Solución a)

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Balance de calor Desobrecalentamiento

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Balance de calor Condensación

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Entonces

[pic]Cálculo del (ΔT)LMTD,d

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Cálculo del (ΔT)LMTD,e

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Superficie total A

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Luego calculamos el:

Coeficiente total limpio de desobrecalentamiento, Ud

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[pic]Coeficiente total limpio de Condensación, Uc

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Superficie limpia necesaria Ad, Ae

Para el Desobrecalentamiento, Ad

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Para la ebullición Ae

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Superficie totallimpia AC

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Coeficiente total limpio balanceado UC

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Coeficiente total de Diseño UD

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Entonces,

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Estimación de Rd

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Solución b)

El equipo es...