Intercambiador de Placas y Marcos

DISEÑO DE UN INTERCAMBIADOR DE PLACAS Y MARCOS

PRESENTADO POR KAREN PAOLA MARULANDA GIL JULIAN DAVID SILVA SILVA DUQUE  ANDREA VELEZ VELEZ MACIAS

PRESENTADO A CARLOS ARTURO LONDOÑO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLIN 2015-1

1. INTR INTROD ODUC UCCI CIÓN ÓN Para a !"#$%&r!a '% #' (!&a !)*+r&a",!a ' #'%arr++ #' #!%'+ #' '.$!*+% / ,+"&r+ #' '%&+% '" +% *r+,'%+% %' &!'"' (ar!a'% &a'% ,+)+ &')*'ra&$ra *r'%! *r'%!" " 3$4 3$4+ + #' '"&r '"&ra#a a#a / %a! %a!#a #a a% a% ,$a ,$a'% '% #''" #''" %'r %'r ,+"&r ,+"&r+ +a#a a#a%% *ara *ara ' #'%' #'%')* )*' '+ + )6! )6!)+ )+77 E" )$,8 )$,8+% +% *r+, *r+,'% '%+% +% #' !"9' !"9'"! "!'r 'r:a :a %' r'.$ r'.$!' !'r' r' a &ra"%3'r'",!a #' ,a+r #' a,$'r#+ a '%&+ '6!%&'" !"&'r,a)!a#+r'% #' ,a+r .$' %!r('" *ara '"3r!ar ,+" ,a'"&ar $" *r+,'%+7 U" !"&'r,a)!a#+r #' ,a+r %+" #!%*+%!&!(+% '% $" #!%*+%!&!(+ .$' ,+"%!%&' '" $" ";,'+ + )a&r!< .$' ,+"&!'"' a %$*'r3!,!' #' &ra"%3'r'",!a #' ,a+r / '')'"&+% .$' #!%&r!$/'" ' 3$!#+= *'r+ *ara '"&'"#'r+% )'4+r '% "','%ar!+ ,+"+,'r $" *+,+ %+r' %$% ,+)*+"'"&'% )',"!,+% *ara %a'r %$ 3$",!" / +*'ra,!"7 E" +% !"&'r,a)!a#+r'% #' ,a+r %' *$'#'" '",+"&rar (ar!+% &!*+% #'*'"#!'"#+ #' 3$4+ + #' %$ ,+"%&r$,,!"7 ,+"%&r$,,!"7 E6!%&'" E6!%&'" &!*+% #' !"&'r,a)!a# !"&'r,a)!a#+r'% +r'% '" +% ,$a'% %$ 3$4+ 3$4+ *$'#' %'r '" *ara'+ 3$4+ ,r$  



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Ca'"&ar ' 3$!#+ 3r!+ )'#!a"&' $" 3$!#+ #' )a/+r &')*'ra&$ra7 R'#$ R'#$,! ,!rr a &')* &')*'r 'ra& a&$r $ra a #' $" 3$! 3$!#+ #+ )'#! )'#!a" a"&' &' $" 3$! 3$!#+ #+ ,+" ,+" )'"+ )'"+r  r  &')*'ra&$ra7 L'(ar a *$"&+ #' '$!,!" a $" 3$!#+ )'#!a"&' $" 3$!#+ ,+" )a/+r  &')*'ra&$ra7 C+"#'"%ar $" 3$!#+ '" '%&a#+ 9a%'+%+ *+r )'#!+ #' $" 3$!#+ #' )'"+r  &')*'ra&$ra7 L'(ar a *$"&+ #' '$!,!" a $" 3$!#+ )!'"&ra% %' ,+"#'"%a $" 3$!#+ 9a%'+%+ ,+" )a/+r &')*'ra&$ra7?1@

E" ' *r'%'"&' &raa4+ "+% ,'"&rar')+% '" $" !"&'r,a)!a#+r #' ,a+r #' *a,a% + *a&+% / )ar,+%7

Figura 1. Intercambiador de placas y marcos.[2] 

2. DESA DESARR RRO OLLO LLO Para ' #'%arr++ #' '%&' &raa4+ %' &+)a $" !"&'r,a)!a#+r #' *a,a% / )ar,+% IPM *ara 3$!#+% #' $"a %+a 3a%' +% 3$!#+% '%&" '" ,+"&ra,+rr!'"&'7 U" IPM '% $" %!%&')a )$/ 3'6!' .$' %' *$'#' a4$%&ar #' (ar!a% )a"'ra% *ara +9rar a ,ar9a &r)!,a r'.$'r!#a #'"&r+ #' a% '%*',!3!,a,!+"'% #' a ,a:#a #' *r'%!" *'r)!&!#a= '%&+ %' *$'#' +9rar #' (ar!a% )a"'ra%>    

I",r')'"&a"#+ + r'#$,!'"#+ ' ";)'r+ #' *a&+% *+r $"!#a#7 Ca)!a"#+ ' &!*+ #' *a&+ #'!#+ a %$% ,ara,&'r:%&!,a% &'r)+ 8!#r$!,a%7 M+#!3!,a"#+ ' arr'9+ #' 3$4+7 M+#!3!,a"#+ a% #!)'"%!+"'% #' +% *a&+%7

C+" '%&+% !"&'r,a)!a#+r'% ' arr'9+ #' 3$4+% .$' %' *$'#' +9rar '% )$/ a)*!+ *'r+ '" a 3!9$ra 2 )+%&rar')+% +% )% ,+)$"'%7

Figura 2. Arreglos básicos básicos de flujo en un intercambiador intercambiador de platos. platos. (a) Arreglo en serie (b) Arreglo en circuito ! (c) Arreglo en circuito " (d) Arreglo complejo 2   pasos#1 paso (e) Arreglo complejo$ pasos#1 paso.[$] 

E arr'9+ arr'9+ #' 3$4+ '" ,!r,$!&+ ,!r,$!&+ , '% ' )% $%a#+ #'!#+ #'!#+ a .$' '%&' *r'%'"&a *r'%'"&a $" arr'9+ #' 3$4+ '" ,+"&ra,+rr!'"&' *$ra '" $" *a%+ %!)*' *ara a)+% 3$!#+%7 E *r+,'#!)!'"&+ #' #!%'+ #' +% IPM '% )$/ '%*',!a!
.$:)!,a / *'&r+.$:)!,a +% $%a" '" a*!,a,!+"'% '%*',!a'% ,+" 3$!#+% !)*!+% / '" *r+,'%+ #' ,a)!+ #' 3a%'7 P'r+ +% IPM &!'"' (ar!a% !)!&a,!+"'% '"&r' 'a% %' '",$'"&ra" .$' "+ *$'#'" $&!!
3. PROCESO La% *a"&a% 9'+&r)!,a% a*r+(',8a" ' ,a+r 9'"'ra#+ *+r a &!'rra '" a9$"+% $9ar'% %' #a" +&ra% ,+"#!,!+"'% '%*',!a'% ,+)+ %+" ,a*a% r+,+%a% *+r+%a% / ,a*a% r+,+%a% !)*'r)'a'% .$' a&ra*a" a9$a / (a*+r #' a9$a a a&a% &')*'ra&$ra% / *r'%!" / .$' !)*!#'" .$' %&+% %a9a" a a %$*'r3!,!'7 S! %' ,+)!"a" '%&a% ,+"#!,!+"'% %' *r+#$,' $" /a,!)!'"&+ 9'+&r)!,+7 Para *+#'r  '6&ra'r '%&a '"'r9:a '% "','%ar!a a *r'%'",!a #' /a,!)!'"&+% #' a9$a ,'r,a #' '%&a% <+"a% ,a!'"&'% 7La '6*+&a,!" #' '%&a 3$'"&' #' '"'r9:a %' r'a!
3. DISEÑO DEL EQUIPO E )&+#+ .$' %' r'*+r&a '" '%&' &raa4+ ,+"%!#'ra a )a6!)! 1 ' #!%'+ )',"!,+ / a ,ara,&'r!
#!)'"%!+"a)!'"&+ #' '.$!*+ *ara %a&!%3a,'r $"a ,ar9a &r)!,a a4+ a% !)!&a,!+"'% #' ,a:#a #' *r'%!"7 La% !#'a! 1 O*'ra,!" '" '%&a#+ '%&a' 2 Pr+*!'#a#'% 3:%!,a% #' +% 3$!#+% ,+"%&a"&'%  D!%&r!$,!" $"!3+r)' #' 3$4+ '"&r' +% ,a"a'% H Pr#!#a% #' ,a+r a +% ar'#'#+r'% #'%*r',!a'% 5 C+'3!,!'"&'% #' &ra"%3'r'",!a #' ,a+r $"!3+r)'% a + ar9+ #' !"&'r,a)!a#+r   S' #'%*r',!a ' '3',&+ #' +% *a&+% '" +% '6&r')+% / ' '3',&+ #' +% *a&+% ,+)$"'% '"&r' *a%+ %abla 1. &ropiedades f'sicas para del agua como fluido frio y fluido caliente

Propiedades físias & '()*+,3-

!"#ido Ca"ie$%e

!"#ido frio

72

272

Cp '*()/C-

H1572

H17

( '0*+/C-

075

071

 '()*+ s-

07000H

070005

 '+,2/C*0-

07000010

070000052

Cara%erís%ias %er+oidr4#"ias E" ' #!%'+ #' !"&'r,a)!a#+r'% #' ,a+r ' a%*',&+ #' )a/+r !)*+r&a",!a '% ' r'a,!+"a#+ ,+" ' ,,$+ #' +% ,+'3!,!'"&'% !"#!(!#$a'% #' ,a+r / +% 3a,&+r'% #' 3r!,,!" #' +% #!3'r'"&'% &!*+% #' %$*'r3!,!'% .$' %' *$'#'" ')*'ar7La% ,ara,&'r:%&!,a% &r)!,a% %' *r'%'"&a" '" 3$",!" #' ";)'r+% a#!)'"%!+"a'% ,+)+ %+"> ' ";)'r+ #' N$%%'& N$ ' ";)'r+ #' S&a"&+" S& / ' 3a,&+r #' C+$r" 4S&Pr2'" 3$",!" #' ";)'r+ #' R'/"+#%7 La% ,ara,&'r:%&!,a% #' 3r!,,!" %' r'*+r&a" '" &r)!"+% #' 3a,&+r #' 3r!,,!" ,+"&ra ' ";)'r+ #' R'/"+#%7

Para ' *r+,'%+ #' '"3r!a)!'"&+ #' a9$a %' #'&'r)!" $%ar $" *a&+*a&+ &!*+ C8'(r+" P1 La% ,ara,&'r:%&!,a% 9'+)&r!,a% #' '%&' *a&+ %+"> - r'a #' &ra"%3'r'",!a #' ,a+r *+r *a&+> 070 )2 - L+"9!&$# '3',&!(a> 070H ) - E%*a,!a)!'"&+ '"&r' *a&+%> 27 )) - D!)'&r+ 8!#r$!,+> 57 )) - A"9$+ ,8'(r+"> 0 - D!)'&r+ #' *$'r&+> 07125 )

Figura $. Funcionamiento del I& 

La% r'a,!+"'% 9'+)&r!,a% %!,a% *ara ' #!%'+ #' !"&'r,a)!a#+r'% #' *a&+% %+" a% %!9$!'"&'%> #8 28 1 #8> D!)'&r+ 8!#r$!,+ > E%*a,!+ '"&r' *a,a%

 A,  N, 2  A,> r'a !r' #' 3$4+ *+r ,+rr!'"&' N,> ";)'r+ #' ,a"a'% *+r ,+rr!'"&' > A",8+ #' a *a,a

N*  NT-2  N*  N;)'r+ #' *a&+% &r)!,+% NT  N;)'r+ #' *a&+% &+&a'% N,T  NT -12 H N,T  N;)'r+ #' ,a"a'% &r)!,+% N*ATA*a&+ 5  AT> r'a &+&a #' &ra"%3'r'",!a #' ,a+r   A *a&+> r'a *+r *a&+ a ,a:#a #' *r'%!"> P H G2 L2#8  P> ,a:#a #' *r'%!" #'!#+ a a 3r!,,!"7 L> +"9!&$# #' *a&+7 > a,&+r #' 3r!,,!"7 G> 3$4+ )%!,+ *+r $"!#a# #' r'a

E *a&+ ,8'(r+" P1 *r'%'"&a a% %!9$!'"&'% ,+rr'a,!+"'%>

' ";)'r+ #' R'/"+#% 36

−Y 

ℜ

 

S' &!'"' .$' ' R'/"+#% '% !9$a a R') #8 A,  )> 3$4+ )%!,+

> V!%,+%!#a# C+)!"a"#+ a% ',$a,!+"'%     A, 26)2-/  /  L (#8)^ 1W/ P 12-/  E" '%&' &raa4+ %' %$*+"#r .$' ,$a"#+ ' arr'9+ '% #' )$&!*a%+% ,a#a *a%+ ,+"&ar ,+" ' )!%)+ ";)'r+ #' ,a"a'%7 A8+ra '" '%&' &!*+ #' arr'9+ a ,a:#a #' *r'%!" &+&a .$' '6*'r!)'"&a ,a#a 3$!#+ '% a )!%)a '" ,a#a *a%+ *+r + &a"&+ a ,a:#a #' *r'%!" *+r *a%+ '% !9$a a a ,a:#a #' *r'%!" &+&a #!(!#!#a '"&r' ' ";)'r+ #' *a%+%7 XP *a%+ XP  N *a%+% 10 E ";)'r+ #' ,a"a'% *+r *a%+ *$'#' +&'"'r%' ,+)!"a"#+ a% E,7 2 10 / N,*a%+%  1  < 6 m2− y μ y∗¿ N *a%+% L P dh1+ y  ^(1/2-y)) (11)

La #'&'r)!"a,!" #' ";)'r+ #',a"a'% &r)!,+% %' +&!'"' a *ar&!r #' a ',$a,!" 9'"'ra #' #!%'+> Q UAXTME 12  A> r'a %$*'r3!,!a #' &ra"%3'r'",!a #' ,a+r7 TME> D!3'r'",!a #' &')*'ra&$ra )'#!a '3',&!(a7 U> ,+'3!,!'"&' 9+a #' &ra"%3'r'",!a #' ,a+r  D'&'r)!"a,!" #',+'3!,!'"&' 9+a #' &ra"%3'r'",!a #' ,a+r> U 1  h 1−1 + h 2−1 + Rw+ Rf   1 81 / 82> C+'3!,!'"&'% !"#!(!#$a'% #' &ra"%3'r'",!a #' ,a+r  R> R'%!%&'",!a #'!#+ a a ,+"#$,,!" a &ra(% #' )'&a R3> R'%!%&'",!a #'!#+ a '"%$,!a)!'"&+7 La #!3'r'",!a )'#!a '3',&!(a #' &')*'ra&$ra *$#' ,a,$ar%' a *ar&!r #'> X%  F * XTLM 1H D+"#'  '% ' 3a,&+r #' ,+rr',,!" #' Ka/% / L+"#+">   NTU ,+"&ra,+rr!'"&' NTU +&r+ 15 NTU ,+"&ra,+rr!'"&'> N;)'r+ #' $"!#a#'% #' &ra"%3'r'",!a #' ,a+r '" ,+"&ra,+rr!'"&'7 NTU +&r+> N;)'r+ #' $"!#a#'% #' &ra"%3'r'",!a *ara arr'9+ #!3'r'"&' a ,+"&ra,+rr!'"&' Para arr'9+% #' )% #' $" *a%+  Arr'9+ ,+"&ra,+rr!'"&' NTU 1 C-1 " -1 C- 1 *ara C[1 NTU   -1 D+"#'

*ara C  1

C CP)!" CP )a6 D+"#' CP)!" '% ' *r+#$,&+ 3$4+ )%!,+-,a*a,!#a# ,a+r:3!,a )'"+r #' a% #+% C+rr!'"&'% / CP)a6 '% ' *r+#$,&+ 3$4+ )%!,+-,a*a,!#a# ,a+r:3!,a )a/+r7 Para arr'9+ *ara'+ NTU - " 1-  1WC 1W C  9+a  XT ,+rr!'"&' #' ,*)!" T ,  '"&ra#a \ T 3 '"&ra#a NTU T+&a  N *a%+% NTU *+r *a%+ 1

Res#"%ados de di+e$sio$a+ie$%o %abla 2. +esultados del dimensionamiento

5rea de %ra$sfere$ia de a"or

16.78 +,2

Coefiie$%e )"o9a" de %ra$sfere$ia de 0070 )2C a"or  N:+ero de a$a"es para ada orrie$%e 275 Sis%e+a de paso 'a"ie$%e;frio-

1-1

Ta+a
072 )2

Coefiie$%e i$di=id#a" de %ra$sfere$ia 2025 )2 C de a"or '"ado a"ie$%eCoefiie$%e i$di=id#a" de %ra$sfere$ia 2201 )2C de a"or '"ado frio1070 Pa Caída de presi>$ '"ado a"ie$%eCaída de presi>$ '"ado !rio-

H070 Pa

Re '"ado a"ie$%e-

110H70

Re '"ado !rio-

57

Car)a %?r+ia %o%a"

22H M

3. CONTROL Para a *ar&' #' ,+"&r+ '% 3$"#a)'"&a %a'r ,)+ ,a)!a / ,)+ '%&" r'a,!+"a#a% a% #!3'r'"&'% (ar!a'% #' %!%&')a &a)!" '% !)*+r&a"&' ,+"+,'r a ,$a'% (ar!a'% ' %!%&')a '% )% %'"%!'7 Para '%&+ '% 3$"#a)'"&a &'"'r $" aa",' #' '"'r9:a *ara '%&' ,a%+ '%*',!3!,+ ' aa",' #' '"'r9:a '% ' %!9$!'"&'> Para ' :.$!#+ 3r!+> ´ c C  p ( T ci −T co ) + ´mh C  p ( T hi−T ho ) = M c C  p m

dT co dt 

Para ' :.$!#+ ,a!'"&'> ´ h C  p ( T hi−T ho ) + ´mc C  p ( T ci−T co ) = M h C  p m

dT ho dt 

D+"#'> m ´ c =flujo masico del fluido frio C  p =Calor especifico delos fluidos m ´ h= flujomasicodel fluidocaliente T co=Temperatura de salidadel fluido frio T ci=Temperatura deentrada del fluido frio T ho= Temperatura de salida del fluido caliente T hi =Temperatura deentrada del fluidocaliente  M h y M c = Flujomasico a la salidasde cada corriente

L!"'a! T co ( s )= T ho ( s )=

K 1

´ c ( s )− m

1+ τ c s

K 3 1 + τ h s

´ h ( s )− m

K 2 1 + τ c s

 T ho ( s )

K 4 1 + τ h s

T co ( s )

D+"#'> τ c =

 M c

´c m

 K 1=

T hi −T ho

´c m

 K 2=

 ´mh  M h T hi −T ho  ´mc τ h=  K 3=  K 2= ´c ´h ´h ´h m m m m

C+)+ '" "$'%&r+ *r+,'%+ "+% !"&'r'%a ' 3$!#+ ,a!'"&' '% ' .$' (a)+% a ,+"&r+ar= $%a)+% a% ',$a,!+"'% #' '%&' *ara *r+,'#'r ,+" ' ,+"&r+7 La% (ar!a'% #' ,+"&r+ %'r"> - Var!a' )a"!*$a#a> 3$4+ #' !.$!#+ a &ra(% #' a% *a,a%7 - Var!a' ,+"&r+a#a> T')*'ra&$ra #' 3$!#+ a a %a!#a7 - P'r&$ra,!"> T')*'ra&$ra #' '"&ra#a #' +% 3$!#+%7 E" a !"#$%&r!a / %'9;" a '6*'r!'",!a $" ,+"&r+ r'a!)'"&a#+ '% !#'a *ara ,+"&r+ar '%&' &!*+ #' *r+,'%+% *+r + ,$a %' a*!,ar '%&' &!*+ #' ,+"&r+7 R')*a T ho ( s )=

2.9414 1 +2 s

m ´ h ( s )−

1 1 +2 s

T co ( s )

S'9;" a 9a"a",!a *+#')+% ('r .$' ' %!%&')a '% )% %'"%!' a 3$4+ )%!,+ .$' a a &')*'ra&$ra #' +% 3$4+% + ,$a '% 9!,+ #'!#+ a a ,a"&!#a# #' ,a+r  '% *r+*+r,!+"a a a)a%a7 E" a<+ a!'r&+ &'"')+% a %!9$!'"&' r'%*$'%&a a"&' $"a *'r&$ra,!" / $" ,a)!+ a *$"&+ #' +*'ra,!">

Figura ,. +espuesta sistema a la-o abierto ante perturbaciones.

Para ,+"&r+ar ' %!%&')a %' $% ' )&+#+ #' 3r',$'",!a ,+" *ar)'&r+% %')!')*!r!,+% *r+*$'%&+% *+r Z!'9'%-N!,8+%7

@?%odo de fre#e$ia Para a*!,ar '%&' )&+#+ '% "','%ar!+ ,'rrar ' a<+ / *+"'r $" ,+"&r+a#+% *r+*+r,!+"a P / (ar!ar+ 8a%&a .$' ' %!%&')a ')*!',' a +%,!ar $"!3+r)')'"&'7 C$a"#+ %' '9$' a '%&' *$"&+ K*K, / $" *'r!+#+ #' a% +%,!a,!+"'% %'r T, $'9+ #' &'"'r '%&+% ";)'r+% %' 8a,'" a% +*'ra,!+"'% %$9'r!#a% *+r Z!'9'%N!,8+% .$' %' )$'%&ra a ,+"&!"$a,!"> %abla  ./alores para sintoni-ar el controlador por m0todo de frecuencia.

Para "$'%&r+ ,a%+ &'"')+% K, 5 / T,  ,+" '%&+% (a+r'% / r'')*a %abla ./alores para sintoni-ador de este caso especifico

Tipo o$%ro"ador  P

de (p

Ti

Td

275

--

--

PI

2725

072

--

PID



175

075

C+" '%&+% (a+r'% %' %!"&+"! -L:"'a a)ar!a> ,+"&r+a#+r *r+*+r,!+"a P -L:"'a )+ra#a> C+"&r+a#+r *r+*+r,!+"a !"&'9ra PI -L:"'a a<$> C+"&r+a#+r *r+*+r,!+"a !"&'9ra #'r!(a&!(+ PID

Figura  .+espuesta de los diferentes controladores

C+)+ %' *$'#' +%'r(ar '" a 3!9$ra ' ,+"&r+a#+r *r+*+r,!+"a "+ '%& ,+"&r+a"#+ / #'4a $" 'rr+r )$/ 9ra"#' ,+" r'%*',&+ a %'& *+!"& *+r + &a"&+ '%&' ,+"&r+a#+r %' #'%,ar&a7 C+)*ara"#+ +% +&r+% #+% ,+"&r+a#+r'% ' PI / ' PID &'"')+% r'%*$'%&a% %!)!ar'% / +% #+% ,+"&r+a" )$/ !'" ' %!%&')a a #!3'r'",!a '"&r' +% #+% ,+"&r+a#+r'% %' +%'r(a '" +% *!,+% #+"#' ' ,+"&r+a#+r PI )$'%&ra ,a)!+% )% r*!#+% / )a% r$%,+% '" ,a)!+ ' ,+"&r+a#+r PID )$'%&ra *!,+% $" *+,+ )% *r++"9a#+% *'r+ &a)!" %+" r*!#+% / "+ &a" r$%,+% + .$' %!9"!3!,a ,a)!+% )'"+% r$%,+% *ara a (($a= *+r '%&' ,r!&'r!+ %' #',!#' .$' ' )'4+r  ,+"&r+a#+r *ara '%&' %!%&')a '% $" PID ,+" +% *ar)'&r+% )+%&ra#+% '" a &aa a"&'r!+r7

B. COSTOS DE DISEÑO C$a"#+ %' #!%'a $" '.$!*+ *ara a !"#$%&r!a %' #''" &'"'r '" ,$'"&a (ar!a% *a$&a% ,+)+ + %+" .$' ' '.$!*+ ,$)*a ,+" a% ,+"#!,!+"'% #'&aa#a% #' *r+,'%+ .$' %' '",$'"&r' '" a% +3'r&a% #' ,+)*a:a% .$' + 3ar!,a" / .$' a )+)'"&+ #' 9'"'rar +% ,+%&+% '%&+% "+ %'a" )$/ ''(a#+% *$'% '" )$,8+% ,a%+% '% )% ,+%&+%a a ,+rr',,!" #' $" *r+,'%+ .$' + .$' '%&' 9'"'ra '" 9a"a",!a%= &+#+ '%&+ '% &'"!#+ '" ,$'"&a *+r a 9'r'",!a .$' '% a '",ar9a#a #' '(a$ar a% %+$,!+"'% .$' "+%+&r+% r!"#')+% *$'% a '+% '% !"&'r'%a ' (a+r 

#' #!"'r+ '" ' &!')*+ a !"3a,!" +% !)*$'%&+% / +&r+% 3a,&+r'% .$' !"3$/'" '" a% 9a"a",!a%7

Cri%erios para "a e"ei>$ de" e#ipo C'"&r"#+"+% '" ' IPM '%&+% '.$!*+% &!'"'" a ('"&a4a #' .$' %+" ',+")!,+% %' *$'#'" a)*!ar 3,!)'"&' a#!,!+"a"#+ )% *a,a% / %$ )a"&'"!)!'"&+ '% )$/ 3,!7 L+ )% !)*+r&a"&' '% ' arr'9+ #' *a,a% / a% #!)'"%!+"'% #' '%&a% a !9$a .$' %$ r'a   

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@a%eria"es Taa 7 Ma&'r!a'% #' a% *ar&'% #' IPM

Par%e

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Cos%os C+"%$&a"#+ ' ,a&+9+ #' a ')*r'%a A3a La(a a !"3+r)a,!" %' r'*+r&a '" a %!9$!'"&' &aa7 Ca' r'%a&ar .$' a %'r '%&' $" '.$!*+ #' 3,! '"%a)a4' ' &,"!,+ #' a% ')*r'%a %!9$!'"#+ ' )a"$a + *$'#' '"%a)ar / r'a!
Taa 7 C+%&+% #' '.$!*+

@ATERIAL

COSTO 'COP-

UNIDAD CANTIDAD

COSTO 'COP-

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5

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2572H5

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17H0

T$+ a&" 15)) ]

1751

H

700H

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72H

1

72H

Pa,a #' a%&!#+r

57

1

57

Pa,a #' *r'%!"

570

1

570

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TOTAL EQUIPO

77

 A#')% %' &!'"'" #+% +)a% ,+)+ %' +%'r(a '" +% *a"+% ,a#a +)a &!'"' $" ,+"%$)+ #' 1 8*7 E%&a% 3$",!+"a" 2H 8+ra% #!ar!a% *+r 5 #:a% a a+ %! %' &!'"' '" ,$'"&a .$' a *a"&a '%&ar:a '" a ,!$#a# #' Ma"!
 0,746 "#  1 hp

! 8760 horas !

 427.528  pesos

"#h

=2.793 .878.379

S$)"#+' '%&+% ,+%&+% #' +*'ra,!" a +% ,+%&+% #' '.$!*+ $" &+&a #' 2701757 *'%+%7

. PLANOS E" a% %!9$!'"&'% !)9'"'% *+#r')+% #'&aar ' *a"+ 9'"'ra *ara ' ,$a (a)+% a '"3r:a a9$a .$' '"&ra a $"a &')*'ra&$ra #' 0FC a#')% #' *a"+ #' '.$!*+ / #' a% #!)'"%!+"'% #' a *a,a7

Figura . &lanos de un proceso en el cual el I& enfr'a agua.  A ale agua fr'a B ntra agua caliente C ntra producto D ale producto E y F on bombas.

!9$ra 7 Pa"+ #' '.$!*+  A ,+"&!"$a,!" %' !"#!,a &+#a% a% '%*',!3!,a,!+"'% #' *a&+ '" ' '.$!*+7 _

r'a #' &ra"%3'r'",!a #' ,a+r *+r *a&+> 070 )2

_

L+"9!&$# '3',&!(a> 070H )

_

E%*a,!a)!'"&+ '"&r' *a&+%> 27 ))

_

D!)'&r+ 8!#r$!,+> 57 ))

_

A"9$+ ,8'(r+"> 0

_

D!)'&r+ #' *$'r&+> 07125 )

Figura 3. 4imensiones del plato 7

 A ,+"&!"$a,!" &'"')+% a% #!)'"%!+"'% #' *a&+7 %abla 5. 4imensiones del plato.

Le%ra

Lo$)i%#d e$ ++

 A

115H

B

H0

C

H5

D

20

E

120

. I@PACTO A@FIENTAL

E%&' !"&'r,a)!a#+r #' ,a+r #' *a,a% / )ar,+% &!'"' $" 9ra" ,a)*+ #' a*!,a,!" '" *r+,'%+% a!)'"&!,!+% #'!#+ a 3,! )a"&'"!)!'"&+ / !)*!' -

A )+)'"&+ #' r'a!
7. APLICACIONES E ";)'r+ #' a*!,a,!+"'% '% &a" (ar!a#a ,+)+ (ar!a#a '% a !"#$%&r!a )!%)a *+#')+% '",+"&rar I"&'r,a)!a#+r'% #' Ca+r #' Pa,a% Pa"a% &raa4a"#+ '" *r+,'%+% #' a% %!9$!'"&'% !"#$%&r!a%>

I$d#s%ria @i$era Para '"3r!a)!'"&+ #' %+$,!+"'% #' ,!#+ %$3;r!,+ ,!#+ ":&r!,+ ,!#+ r!,+ '&,7 I$d#s%ria de" Aero E"3r!a)!'"&+ #' ,+a#a% ,+"&!";a%7 I$d#s%ria Pe%ro"era C+"#'"%a,!" #' 8!#r+,ar$r+% #' a% ,+rr!'"&'% #' 9a%7 I$d#s%ria AG#arera E(a*+ra,!" #' 4$9+ #' ,aa a%: ,+)+ %$ *+%&'r!+r  ,+"#'"%a,!" *ara a 'a+ra,!" #' a,+8+'%7 I$d#s%ria Pe%ro#í+ia E"3r!a)!'"&+ ,+"#'"%a,!" + ,a'"&a)!'"&+ #' ,$a.$!'r *r+,'%+ *'&r+.$:)!,+7 Prod#i>$ de E$er)ía E"?%riaE" S!%&')a% #' E"3r!a)!'"&+% #' G'"'ra#+r'% C'"&ra'% `!#r$!,a% #' 9ra" *+&'",!a S!%&')a #' ,+"#'"%a,!" #' (a*+r C'"&ra'% Tr)!,a%7 I$d#s%ria Q#í+ia C+)+ ,+"#'"%a#+r'% /+ '(a*+ra#+r'%7

RE!ERENCIAS

?1@

O7 a Jara)!+ I"&'r,a)!a#+r'% #' ,a+rb (+7 200 **7 1\ 2007

?2@

A3a La(a INTERCAMBIADORES DE PLACAS Y MARCOSb 200 **7 1\ 17

?@

M7 P!,"-N;'< J7 L7 L*'<-R+'% a"# C7 M!ra"#a-A(ar'< D!%'+ T'r)+8!#ra$!,+ D' I"&'r,a)!a#+r'% D' Ca+r D' Pa&+ Y Mar,+ E" Arr'9+ S!)*' Y M$&!*a%+b +e6. e7. Ing. 8u'mica  (+7 2 **7 2\H 2007

?H@ J7!9$'r+% J7Mar&!"'<7 Pr+*$'%&a #' ,+"&r+ #' )+#'+ )a&')a&!,+ #' $" !"&'r,a)!a#+r #' ,a+r #' *a,a% *aa)+%&+ #' ,'r('
A$eHo  A ,+"&!"$a,!" %' a"'6a ' ,#!9+ $%a#+ '" Ma&a

PRORA@A PARA EL DI@ENSIONA@IENTO DE UN INTERCA@FIADOR DE CALOR c--------------------------------------------------------------------------,'ar a ,+%' a ,, #!%*dINGRESO DE LOS DATOS TERMICOSd= #!%* d d #!%* d------------------------------------------------------------------ d c&'3,  !"*$&d!"9r'%' a &')*'ra&$ra #' '"&ra#a #' 3$!#+ ,a!'"&' > d= c&%3,  !"*$&d!"9r'%' a &')*'ra&$ra #' %a!#a #' 3$!#+ ,a!'"&' > d= c&'33  !"*$&d!"9r'%' a &')*'ra&$ra #' '"&ra#a #' 3$!#+ 3r!+ > d= c.33  !"*$&d!"9r'%' ' 3$4+ #' 3$!#+ 3r!+ ^9% > d= c.3,  !"*$&d!"9r'%' ' 3$4+ #' 3$!#+ ,a!'"&' ^9% > d=

cr''  !"*$&d!"9r'%' a r'%!%&'",!a #' E"%$,!a)!'"&+ > d= c#!%* d------------------------------------------------------------------ d &'3,0=&%3,20=&'3320=.3317=.3,17=r''07000015= #07125=L07=071=07002='07005="1= ,, #!%* d d #!%*dINGRESO DE LOS DATOS GEOMETRICOSd= c#  !"*$&d!"9r'%' #!)'&r+ #' &$'r:a) > d= cL  !"*$&d!"9r'%' a +"9!&$# '3',&!(a #' a *a,a) > d= c  !"*$&d!"9r'%' ' a",8+ #' a *a,a ) > d= c  !"*$&d!"9r'%' ' '%*a,!a)!'"&+ #' ,a"a) > d= c'  !"*$&d!"9r'%' ' '%*'%+r #' a *a,a) > d= c"  !"*$&d!"9r'%' ' ";)'r+ #' *a%+% > d= #82= #!%* d------------------------------------------------------------------ d #!%* d d #!%*dINGRESO DE PARAMETROSd #!%* d------------------------------------------------------------------ d c#20  !"*$&d!"9r'%' #'"%!#a# a 20FC ^9) > d= - 1 c#0  !"*$&d!"9r'%' #'"%!#a# a 0C ^9) > d= c)20  !"*$&d!"9r'%' (!%,+%!#a# #!")!,a a 20C N%)2 > d= c)0  !"*$&d!"9r'%' (!%,+%!#a# #!")!,a a 0C N%)2 > d= c,,1 !"*$&d!"9r'%' ,+'37 ,+"#$,&!(!#a# a 1C )FC > d= c,,2 !"*$&d!"9r'%' ,+'37 ,+"#$,&!(!#a# a 2C )FC > d= c,'1 !"*$&d!"9r'%' ,a+r '%*',:3!,+ a 1C J^9FC > d= c,'2 !"*$&d!"9r'%' ,a+r '%*',:3!,+ a 2C J^9FC > d= #1=#2=

)107001055=)207000= ,,107005=,,2070H= ,'1H175=,'2H172= cR'  !"*$&d!"9r'%' ' ";)'r+ #' R'/"+#% > d= R'200= c '',,!" #' e6e / e/e %'9;" R'/"+#% c cI)*r'%!" #' ,$a#r+ #' r'%$)'" #' #a&+% #' '"&ra#a ,, #!%*d---------------------------------------------d #!%*dRESUMEN DE LOS DATOS DE ENTRADAd= #!%*d d 3!#1= #!%*dPARAMETROS TERMICOS>d #!%*d d 3*r!"&33!#d T7 '"&ra#a 3$!#+ ,a!'"&' > c713f" d&'3, 3*r!"&33!#dT7 %a!#a 3$!#+ ,a!'"&' > c713f" d&%3, 3*r!"&33!#dT7 '"&ra#a 3$!#+ 3r!+ > c713f" d&'33 3*r!"&33!#dQ7 3$!#+ 3r!+ > c713f" d.33 3*r!"&33!#dQ7 3$!#+ ,a!'"&' > c713f" d.3, 3*r!"&33!#dR'%!%&'",!a #' E"%$,!a) > c1073f"dr'' #!%*d---------------------------------------------d #!%*dPARAMETROS GEOMETRICOS>d #!%*d d 3*r!"&33!#d D!)'&r+ #' &$'r:a > c73f" d# c3*r!"&33!#d L+"97 '3',&!(a #' *a,a > c723f" dL 3*r!"&33!#d A",8+ #' *a,a > c713f" d 3*r!"&33!#d E%*a,!a)!'"&+ #' ,a"a > c7H3f" d

3*r!"&33!#d E%*'%+r #' *a,a > c73f" d' 3*r!"&33!#d N$)'r+ #' *a%+% > c703f"d" #!%*d---------------------------------------------d #!%*d d #!%*dPARAMETROS TERMICOS>d #!%*d d #!%*d A 1C A 2Cd 3*r!"&33!#d D'"%!#a# > c723 c723f"d#1#2 3*r!"&33!#d V!%,+%!#a# #!")!,a > c73 c73f"d)1)2 3*r!"&33!#d C+'37 #' ,+"#$,&!(!#a# > c7H3 c7H3f"d,,1,,2 3*r!"&33!#d Ca+r '%*',!3!,+ > c713 c713f"d,'1,'2 #!%*d---------------------------------------------d c,+%'3!# *a$%' DN500= #07001= ^0= - 1 !3 R'g10 61= /1= 31R'-1= '"# !3R'h10 !3R'g101 672= /075= 372R'-075=

'"# '"# !3R'h101 !3R'g55 6171H1= /072= 3171H1R'-072= '"# '"# !3R'h55 60751= /071= 30751R'-0710= '"# #!%* d------------------------------------------------------------------ d ,, #!%*dC+)'"
'%' NTU,+"&ra,&1C-1+9E-1EC-1= '"# NTU*ar-1+9a%1-E1WC1WC= !3 "h1 NTU,+"&ra,&NTU*ar= '%' 07= '"# #&)&'3,-&%33-&%3,-&'33+9&'3,-&%33&%3,-&'33= ..3,,'2&'3,-&%3,1000= - 1 cC,$+ #' a ,a:#a #' *r'%!" #' 3$!#+ ,a!'"&' #*3,226.3,2-/)2/L#81W/#2A,,2-/= ,r!&!,a

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*r'%!"

c COMIENZO DE LA ITERACION PARA EL CALCULO DE LA c LONGITUD DEL INTERCAMBIADOR 8!' DN j 0 !3 ^0 #*1!"*$&d!"9r'%' a ,a:#a #' *r'%!" #' #!%'+> d= cCa:#a #' *r'%!" #' #!%'+ '"#  A,126.3,2-/)2/L#81W/#2#*112-/= c R'1.3,#8)2A,1= !3R'1h10 !3R'1g101 672= /075= '"# '"#

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