REGLA DE LOS DEDOS
Aunque los ingenieros experimentados saben donde encontrar la información y como hacer cálculos precisos, también tienen un cuerpo cuerpo mínimo de de la información información listas en mente, formada en gran parte por los accesos directos y reglas del dedo. La presente compilación puede encajar en ese cuerpo mínimo de información como un impulso a la memoria o extensión en algunos casos en menor frecuencia en áreas encontradas. encontradas. Esto es un material derivado de este libro y es, en cierto modo, un resumen del libro. Una regla del pulgar de la Ingeniería es una simple declaración en relación con el tamaño adecuado o el rendimiento del equipo que evite la necesidad de extenderse a todos los cálculos. cálculos. Porque cualquier declaración breve está sujeta sujeta a diversos grados de calificación, ellos son los más aplicados con seguridad por los ingenieros que están familiarizados con los temas. Sin embargo, tales reglas deben ser de valor para la aproximación del diseño y estimación de costos, y debería proveer incluso al ingeniero inexperto inexperto una perspectiva y una base por el que el carácter razonable de resultados detallados y automatizados puede ser valorado rápidamente, particularmente en noticias breves por ejemplo en conferencia. Todas las actividades diarias también están gobernadas en gran parte por las reglas de pulgar. Nos sirven cuando queremos tomar un curso de acción, pero no están en condiciones de encontrar el mejor curso de acción. De interés, a lo largo de estas líneas esta una lista de diversión y a menudo unos 900 resúmenes útiles de experiencia diaria que han sido compilados por Parker. ( Reglas de dedo, Houghton Miffin, Boston, 1983). Estos temas pueden ser ser más adecuados en forma resumida resumida sobre algunos otros temas, el cual representa parte de información del presente resumen, pero la información también es debida a la ignorancia o a los descuidos por parte del autor. En consecuencia, cada ingeniero complementará o modificará indudablemente este material de su propia manera.
COMPRESORES Y BOMBAS DE VACIO 1. Los ventiladores se utilizan para aumentar la presión alrededor del 3% (12 pulgadas de agua), los sopladores aumentan a menos de 40 psig , y compresores para más altas a ltas presiones, presiones, aunque la serie s erie de ventiladores comúnmente comúnmente se incluye en la serie de compresores. 2. Bombas de vacío: tipo pistón reciprocante disminuye la presión a 1 Torr; pistón rotativo debajo debajo de 0,001 Torr, Torr, dos ejes rotativos abajo de 0,0001 Torr; Torr; eyectores de chorro de vapor, de una etapa abajo de 100 Torr, de tres etapas abajo de 1 Torr, cinco etapas abajo de 0,05 Torr. 3. Un eyector de tres etapas necesita de 100 lb de vapor / lb de aire para mantener una presión de 1 Torr. 4. En las fugas de aire, para evacuar el equipo depende de la presión absoluta, Torr, y el volumen de los equipos, V pies cúbicos, según kV w = 2 / 3 lb / h, con k = 0.2
P cuando hay más de 90 Torr, 0.08 entre el 3 y 20 Torr, y 0.025 menos de 1 Torr. 5. Potencia Adiabática teórica (THP) = [(SCFM) T 1 / 8130a] [(P 2 / P 1) -1], donde T1 es temperatura de entrada en ° F+460 y a = (k -1) / k, k = Cp / Cv. 6. Temperatura de salida T 2 = T1 (P 2 / P 1) a 7. Para comprimir el aire de 100°F, k = 1.4, relación de compresión = 3, potencia teórica = 62 HP / millones de pies cúbicos / día, temperatura de salida 306 ° F. 8. La temperatura de salida no debe superar los 350 - 400ºF, para los gases diatómicos (Cp / Cv =1.4) lo que corresponde a una relación de compresión de aproximadamente 4. 9. La relación de compresión debe ser aproximadamente aproximadament e la misma en cada etapa etapa de 1 1 / n, una unidad multietápica, relación = (P n / P ) con n etapas. 10. La eficiencia de los compresores alternativos: 65% con relaciones de compresión de 1.5, 75% a 2.0, y 80-85% en 3-6. 11. La eficiencia de las grandes compresores centrífugos, 6000-100000 ACFM en vacío, son 76-78%. 12. Los compresores rotativos tienen eficiencias del 70%, excepto las de tipo anillo liquido las cuales tienen un 50%. TRANSPOR TADORES
DE PAR TÍ TÍCULAS SÓLIDAS 1. Los transportadores de de tornillo son adecuados adecuados incluso para para el transporte de sólidos abrasivos abras ivos y pegajoso pegajos os con inclinaciones inclina ciones de 20 20 ° o menos. Se limitan a una distancia de 150 pies o menos debido a la fuerza de torsión del eje. A 12 pulgadas de diámetro el transportador puede manejar 1000-3000 pies cúbicos / h, a velocidades que van de 40 a 60 rpm.
2. Los transportadores de cinta son de alta capacidad y larga distancia (una milla o más, pero sólo varios cientos cient os de metros en una planta), se inclina hasta 30° como máximo. A 24 pulgadas de de ancho la cinta puede transportar 3000 3000 pies cúbicos/hora a una velocidad de 100 pies/min, pero a velocidades de hasta 600 pies/ min min se adaptan a algunos algunos materiales. El consumo consumo de energía es relativamente baja. 3. Los elevadores de cubo son adecuados para el transporte de materiales abrasivos y pegajosos. Con los cubos de 20 20 x 20 pulgadas pulgadas la capacidad puede llegar a 1000 pies cúbicos/hora a una velocidad de 100 pies/minuto, pero son usados a velocidades de 300 pies / minuto. 4. Los transportadores de arrastre (Redler) son adecuados para las distancias cortas en cualquier dirección dirección y están completamente cerrados. cerrados. Las unidades varían en tamaño de 3 pulgadas cuadradas a 19 pulgadas cuadradas y pueden viajar de 30 pies / minuto (cenizas volátiles) a 250 pies / minuto (granos). Los requisitos de energía son altos. 5. Los transportadores neumáticos son de alta capacidad, de corta distancia (400 pies) de transporte de varios materiales al mismo tiempo y a varios destinos. Cualquier vacío o baja presión (6-12 psig) es empleada con una variación de velocidad del aire de 35 a 120 pies / segundo, dependiendo del material y la presión, los requerimientos de aire son de 1 a 7 pies cúbicos/pies cúbicos de sólidos transferidos.
-TORRES DE ENFRIAMIENTO -
1. El agua en contacto con el aire bajo condiciones adiabáticas eventualmente se enfría a la temperatura de bulbo húmedo. 2. En las unidades comerciales, el 90% de saturación del aire es factible. 3. El tamaño relativo de la torre de enfriamiento es sensible a la diferencia entre la temperatura de salida y la temperatura de bulbo húmedo: T (°F) Volumen relativo
(
5 2,4
15 1,0
25 0,55
4. El relleno de la torre es una estructura muy abierta a fin de minimizar la caída de presión, la cual es estándar a máximo de 2 pulgadas de agua. 5. La tasa de circulación del agua es 1-4 gpm / pies cuadrados y las tasas del aire de 1300-1800 libras/(hora)(pie cuadrado) o 300-400 pies/minuto. 6. Las torres chimenea-asistida son de formas hiperboloidales porque tienen una mayor fuerza para un determinado espesor, una torre de 250 pies de alto tiene muros de concreto de 5-6 pulgadas de espesor. La ampliación de la sección transversal en la parte superior ayuda a la salida de aire húmedo a la atmósfera. 7. Los proyectos de torres a contracorriente inducida son los más comunes en procesos industriales. Son capaces de enfriar dentro de 2F del bulbo húmedo. 8. Las pérdidas por evaporación son del 1% de la circulación por cada 10 °F del grado de enfriamiento. La pérdida o la deriva de aire en la torre es de 0.1-0.3%. La purga de 2.5-3.0% de la circulación es necesaria para evitar la acumulación excesiva de sal. -CRISTALIZACIÓN DE SOLUCIONES ±
1. La recuperación de sólidos disueltos se puede obtener por la evaporación, pero sólo enfriándose en la composición eutéctica. 2. La recuperación por cristalización también está limitada por la composición eutéctica. 4. Las tasas de crecimiento y tamaño final de los cristales son controlados limitando el grado de saturación en cualquier momento. 5. La relación S = C / C sat de concentración que prevalece a la saturación de concentración se mantiene cerca del rango de 1.02-1.05. 6. En la cristalización por enfriamiento, la temperatura de la solución se mantiene normalmente de 1-2 ° F por debajo de la temperatura de saturación que prevalece en la concentración.
7. Las tasas de crecimiento de cristales en condiciones adecuadas se encuentran en el rango de 0.1-0.8 mm / hora. Las tasas de crecimiento son aproximadamente las mismas en todas las direcciones. 8. Las tasas de crecimiento se ven afectadas en gran medida por la presencia de impurezas y de algunos aditivos específicos que varían de un caso a otro. - DESINTEGRACIÓN -
1. Porcentajes de material mayor que el 50% del tamaño máximo son alrededor del 50% de rodillos, el 15% caen de los molinos, y el 5% de los molinos de masas en circuito cerrado. 2. Emplea un circuito cerrado de molienda y vueltas para remoler. Las normas de transporte neumático se aplican al diseño de clasificadores de aire. El circuito cerrado es el más común con los molinos de masas y de rodillos. 3. Las trituradoras de mandíbula toman trozos de varios pies de diámetro llevándolos debajo de 4 pulgadas. Las tasas de movimientos van de 100300/minuto. El promedio de la alimentación está sujeto a 8-10 golpes antes de que sea lo suficientemente pequeño como para escapar. Las trituradoras giratorias son los canales adecuados para slabby y hacer un producto más redondeado. 4. Las trituradoras de rodillo son lisas o con dientes. A 24 pulgadas, un rodillo dentado puede aceptar grumos de 14 pulgadas de diámetro. Así los coeficientes de reducción de los rodillos están alrededor de 4. Velocidades de 50-900 rpm. La capacidad es de alrededor del 25% de la superficie máxima que corresponde a una cinta continua de material que pasa por los rodillos. 5. Los molinos de martillo golpean el material hasta que sea lo suficientemente pequeño como para pasar a través de la pantalla en la parte inferior de la carcasa. Los cocientes de reducción de 40 son viables. Las grandes unidades operan a 900 rpm, las pequeñas a 16000 rpm. Para materiales fibrosos la pantalla dispone de filos de corte. 6. Los molinos de barra son capaces de asumir grandes alimentaciones como de 50 mm y reducirla hasta 300 mallas, pero normalmente los productos varían de 865 mallas. Las barras son de 25-150 mm de diámetro. El cociente de la longitud de la barra a la longitud del molino es de aproximadamente 1,5. Aproximadamente el 45% del volumen de el molino está ocupado por las barras. La rotación es de 50-65% de crítico. 7. Los molinos de masas se adecuan mejor que los molinos de barra para molidos finos. La carga debe ser de pesos iguales 1,5, 2 y 3 pulgadas por masa para un molido fino. El volumen ocupado por las bolas es de 50% del volumen del molino. La velocidad de rotación es del 70-80% de crítico. Los molinos de masas tienen una relación de longitud / diámetro en el rango de 1-1.5. Los molinos del tubo tienen una relación de 4-5 y son capaces de moliendas muy
finas. Los molinos de Pebble tienen elementos de pulido de cerámica, se utiliza cuando se quiere evitar una contaminación con el metal. 8. Los molinos de rodillos emplean superficies cilíndricas o cónicas que ruedan a los largo de las superficies planas y aplastan las partículas quemadas. Hace productos de 20-200 mallas. - DESTILACIÓN Y ABSORCIÓN DE GAS ±
1. La destilación suele ser el método más económico de separación de líquidos, superior a la extracción, adsorción, cristalización, u otros. 2. Para mezclas ideales, la volatilidad relativa es la relación de presiones de vapor de 12 = P 2 / P 1. 3. La presión de funcionamiento de la torre se determina frecuentemente por la temperatura de la condensación del medio disponible, 100 - 120 °F si es refrigeración, o por la temperatura máxima permitida de la caldera 150 psig vapor, 366 °F. 4. Secuencia de las columnas para separar mezclas de varios componentes: (a) en primer lugar realiza la separación mas fácil, es decir, la menos exigente de bandejas y reflujo, y deja las más difíciles para el ultimo, (b) cuando ni la volatilidad relativa ni la concentración de la alimentación varia extensamente, elimina los componentes uno por uno como productos elevados; (c) cuando los componentes adyacentes provenientes de la alimentación varían mucho en la volatilidad relativa, la secuencia de divisiones se da en el orden decreciente de volatilidad; (d) cuando las concentraciones en la alimentación varían ampliamente, pero la volatilidad relativa no, elimina los componentes en el orden decreciente de concentración en la alimentación. 5. El cociente económicamente óptimo de reflujo es aproximadamente 1.2 veces la mínima relación de reflujo Rm. 6. El número económicamente óptimo de bandejas está cerca de dos veces el valor mínimo N m. 7. El número mínimo de bandejas se encuentra con la ecuación de FenskeUnderwood N m = log ([x / (1 - x)] ovhd / [x / (1 - x)]) btms / log 8. El reflujo mínimo para las mezclas binarias o psuedobinaras esta dada por la siguiente, cuando la separación es esencialmente completa ( X D= 1) y D/F es la relación de gastos generales de productos y velocidades de alimentación: R m D/F = 1/E -1), cuando la alimentación está en el punto de burbuja; (R m + 1) D/F = E /E -1), cuando la alimentación está en el punto de rocío. 9. Un factor de seguridad del 10% del número de bandejas calculado por el medio es lo más aconsejable.
10. Bombas de reflujo se hacen al menos un 25% extra. 11. Por razones de accesibilidad, las separaciones de bandejas se hacen de 20-24 pulgadas. 12. La máxima eficiencia de las bandejas se encuentra en los valores del factor de vapor Fs = u¥ V en el rango 1.0 - 1.2 (ft / seg) ¥ lb / cuft. Esta variación de F s la establece el diámetro de la torre. Aproximadamente, la velocidad lineal es de 2 pies / segundo a presiones moderadas y 6 pies / segundo en el vacío. v
13. El valor óptimo de el factor de absorción Kremser-Brown A = K (V / L) está en el rango 1.25-2.0. 14. La caída de presión por bandeja es del orden de 3 pulgadas de agua o de 0.1 psi. 15. La eficiencia de la bandeja para hidrocarburos ligeros y soluciones acuosas son 60-90%, para la absorción y la extracción de gas, el 10-20%. 16. Las bandejas de tamiz tiene agujeros de 0.25-0.50 pulgadas de diámetro, siendo una superficie de 10% de la sección transversal activa. 17. La bandejas de válvula tienen hoyos de 1.5 pulgadas de diámetro cada una de ellas con un casquillo portátil, 12-14 casquillos / pies cuadrados activos de la sección transversal. Las bandejas de válvulas generalmente son más baratas que las bandejas de tamiz. 18. Las bandejas de capa burbuja sólo se utilizan cuando el nivel de líquido se debe mantener a bajas proporciones, puede ser diseñada para la caída de la presión más baja que cualquiera de las dos bandejas de tamiz o de válvula. 19. A una altura de 2 pulgadas, las longitudes son de alrededor del 75% de el diámetro de la bandeja, el nivel de líquido sobre un máximo de 8 gpm/pulgadas, los arreglos de pasos múltiples se utilizan para líquidos de altas capacidad. 20. Envases de carácter aleatorio y estructurado se adaptan especialmente a las torres menores de 3 pies de diámetro y donde la caída de presión es deseable. Con una buena distribución inicial y periódica redistribución, la eficiencia volumétrica puede llegar a ser mayor que en las torres de bandejas. Las bolsas del interior se utilizan como reemplazos para alcanzar mayor rendimiento de procesamiento o separación de residuos existentes en los depósitos de la torre. 21. Los tipos de gas de 500 CFM, se usa embalaje de 1 pulgada; para un gas de 2000 CFM o más, se utilizan 2 pulgadas. 22. La relación de diámetros de la torre y embalaje debe ser de al menos 15. 23. A causa de deformabilidad, el embalaje de plástico se limita a una profundidad de 10-15 pies, los metálicos de 20-25 pies
24. Los redistribuidores de líquido se necesitan cada 5-10 diámetros de la torre con anillos por lo menos cada 20 pies. El número de corrientes liquidas debe ser 35/pies cuadrados en torres de más de 3 pies de diámetro (algunos expertos dicen de 9-12/pies cuadrados), y más numerosos en torres pequeñas. 25. La altura equivalente a una placa teorica (HETP) para entrar en contacto con vapor-líquido es de 1.3-1.8 pies por 1 pulgada anillos Pall, 2.5-3.0 pies por 2 pulgadas de anillos Pall. 26. Las torres llenas deben funcionar cerca de 70% de la tasa de inundaciones según las correlación de Sherwood, Lobo, et al. 27. Los tambores de reflujo generalmente son horizontales, con una interrupción del liquido de 5 minutos la mitad. Una olla de despegue para una segunda fase líquida, como el agua en sistemas de hidrocarburos, tiene el tamaño adecuado para una velocidad lineal de la 0,5 pies / segundo, con diámetro mínimo de 16 pulgadas. 28. Para torres de alrededor de 3 pies de diámetro, se añaden 4 pies en la parte superior para la salida del vapor y 6 pies en la parte inferior para la recirculación del líquido. 29. El límite de la altura de la torre es a unos 175 pies como máximo debido a carga de viento y otras consideraciones. Un criterio adicional es que L/D deberá ser inferior a 30.
- CONTROLADORES Y EQUIPOS DE RECUPERACION DE PO TENCIA -
1. La eficiencia es mayor para las máquinas más grandes. Los motores tienen de 85-95%, las turbinas de vapor son 42-78%, los motores de gas y turbinas de 2838%. 2. Menos de 100 HP, se utilizan casi exclusivamente los motores eléctricos. Están hechas para un máximo de 20.000 HP. 3. Los motores de inducción son más populares. Motores sincrónicos se hacen para velocidades tan bajas como 150 rpm, por lo que son adecuadas, por ejemplo, para compresores de baja velocidad, pero no se hacen de menos de 50 HP. Una variedad de recintos está disponible, el clima de prueba a prueba de explosión. 4. Las turbinas de vapor de agua son competitivas por encima de 100 HP. Se trata de controlar la velocidad. Frecuentemente se utilizan como piezas de repuesto en caso de fallas de alimentación. 5. Los motores de combustión y turbinas están restringidos a las posiciones móviles y remotas.
6. Los expansores de gas por el poder de recuperación pueden ser justificados por las capacidad de varios cientos de HP; cualquier otra cosa necesaria en el proceso de reducción de presión se realiza con la regulación de válvulas. - SECADO DE SÓLIDOS -
1. Los tiempos de secado varían desde unos pocos segundos en secadores de aerosol a 1 hora o menos en los secadores rotatorios y hasta varias horas o incluso varios días en el túnel de la plataforma o un secador de cintas. 2. Los secadores de bandeja continuos y secadores para material granulado de tamaño natural o píldoras de 3-15 mm tienen tiempos de secado en el rango de 10-200 min. 3. Secadores rotativos cilíndricos funcionan con velocidades de aire superficial de 5-10 pies / segundo, a veces hasta 35 pies / segundo cuando el material es grueso. Los tiempos de residencia son 5-90 min. Interrupción de los sólidos es 7-8%. 4. Un 85% libre de la sección transversal se da por el diseño. En contracorriente del flujo, la salida de gas es 10-20 ° C sobre el solido, y en flujo paralelo, la temperatura de los sólidos de salida es de 100 ° C. Se utilizan velocidades de rotación de aproximadamente 4 rpm, pero el producto de rpm y el diámetro en pies suele estar entre 15 y 25. 5. Los secadores de tambor para pastas y mezclas operan con tiempos de contacto de 3-12 segundos, producen hojuelas de 1-3 mm de espesor, con tasas de evaporación de 15-30 kg/metro cuadrado por hora, los diámetros son de 1,5-5.0 pies, la tasa de rotación es de 2-10 rpm. La mayor capacidad de evaporación es del orden de 3000 lb / hora en las unidades comerciales. 6. Secadores con transporte neumático normalmente toman partículas de 1-3 mm hasta 10 mm de diámetro, cuando la humedad esta principalmente en la superficie. Las velocidades de aire son de 10-30 pies / segundo. Los tiempos de residencia Son de 5-3.0 segundos, pero con un reciclaje normal del medio se lleva una residencia de hasta 60 segundos. Las unidades en uso van desde 0,2 m de diámetro por 1 m de alto y 0,3 m de diámetro por 38 m de largo. Los requisitos del aire es variable SCFM / lb de producto seco por hora. 7. Los secadores de lecho fluidizado funcionan mejor en partículas con pocas decimas de mm de diámetro, pero procesa hasta de 4 mm de diámetro. Las velocidades del gas son el doble de la velocidad mínima de fluidización con una prescripción segura. En operación continua, los tiempos de secado de 1-2 minutos son suficientes, pero el secado de algunos lotes de productos farmacéuticos emplea tiempos de secado de 2-3 horas. 8. Secadores por aspersión: se elimina la humedad superficial en aproximadamente 5 segundos, y la mayoría de secado se completa en menos de 60 segundos. En flujo paralelo de aire y de acción es mas común. Los inyectores de atomización
tienen aberturas de 0.012-0.15 pulgadas y funcionan a una presión de 300-4000 psi. Las ruedas de atomización del secador giran a una velocidad de 20.000 rpm con una velocidad periférica de 250-600 pies / segundo. Con los inyectores, la relación longitud / diámetro del secador es de 4-5, con las ruedas del aerosol, la proporción es de 0.5-1.0. Para el diseño final, los expertos, hacen pruebas piloto en una unidad de 2 m de diámetro. - EVAPORADORES -
1. Los evaporadores con un tubo largo vertical, ya sea natural o con circulación forzada son más populares. Los tubos son de 19-63 mm de diámetro y de 12-30 pies de largo. 2. En circulación forzada, las velocidades lineales en los tubos son 15-20 pies / segundos. 3. La elevación del punto de ebullición por los sólidos en suspensión da lugar a diferencias de 3-10 °F entre la solución y el vapor saturado. 4. Cuando el aumento del punto de ebullición considerable, el número de los efectos económicos en serie con la alimentación aumenta de 4-6. 5. Cuando el aumento del punto de ebullición es mínimo, se obtiene un costo mínimo con 8-10 efectos en serie. 6. En la alimentación posterior, la solución concentrada se calienta con la temperatura mas alta del vapor para disminuir la superficie de calefacción, pero la solución se debe bombear entre las etapas. 7. La economía de vapor de una etapa de N-batería es de aproximadamente 0,8 libras de evaporación N / lb de vapor exterior. 8. Las presiones de vapor inter-etapas se pueden elevar con los compresores de chorro de vapor de agua de 20-30% de eficiencia o compresores mecánicos de 70-75% de eficiencia. - EXTRACCIÓN LÍQUIDO - LÍQUIDO -
1. La fase dispersa debe ser la que tiene mayor índice de volumen, excepto en los equipos sometidos a mezclas los cuales deben tener el menor índice. Debe ser la fase que menos moja el material de construcción. Puesto que la interrupción de la fase continua es generalmente mayor Dado que el atraco de la continuidad de la fase por lo general es mayor, esta fase deberá estar compuesta del menos costoso o menos peligros de los materiales. 2. No se conocen las aplicaciones comerciales del reflujo de los procesos de extracción, aunque la teoría es favorable (Treybal).
3. Los arreglos del Mezclador-colonos se limitan a cinco etapas. 2 mezclase se logran con impulsores rotativos o bombas de circulación. Los colonos están diseñados en el supuesto que los tamaños de las partículas son de unos 150 Q m de diámetro. En recipientes abiertos los tiempos de residencia van de 30-60 minutos o velocidades superficiales de 0.5-1.5 pies / minuto se proporcionan en los colonos. Las eficacias de las etapas de extracción se toman comúnmente como 80%. 4. Las torres de secado de 20-40 pies de alto, incluso no pueden depender de una sola etapa, funcionan con mas de unas ola etapa. 5. Se emplean las torres llenas cuando son suficientes 5-10 etapas. Los anillos de 1-1.5 pulgadas de tamaño son los mejores. Las cargas de la fase dispersa no deberá exceder de 25 gal / (minuto) (pie cuadrado). HETS de 5-10 pies pueden ser factibles. La fase dispersa se debe distribuir cada 5-7 pies. Las torres llenas no son recomendables cuando la tensión superficial es superior a 10 dinas / centímetro. 6. Las torres de la bandeja del tamiz tienen agujeros de tan sólo 3-8 mm de diámetro. Las velocidades a través de los agujeros se mantienes por debajo de 0.8 pies / segundo para evitar la formación de pequeñas gotas. La nueva dispersión para cada bandeja se puede diseñar. Los espaciamientos de la bandeja son de 6-24 pulgadas. Las eficiencias de la bandeja están en el rango de 20-30%. 7. Las torres de bandejas de tamiz puede operar a frecuencias de 90 ciclos / minuto y amplitudes de 6-25 mm. En torres con diámetros grandes, HETS de aproximadamente 1 m se ha estudiado. Tensiones superficiales de hasta el 3040 dinas / cm no tienen ningún efecto adverso. 8. Las torres de bandejas pueden tener agujeros de 9 / 16 pulgadas de diámetro, 5060% área abierta, longitud de movimiento 0,75 pulgadas, 100-150 golpes / minuto, espaciamiento normal de placas de 2 pulgadas, pero en el rango de 1-6 pulgadas. En una torre de 30 pulgadas de diámetro, HETS es de 20-25 pulgadas y el rendimiento es de 2000 gal / (hora) (pies cuadrados). Los requisitos de alimentación son muy inferiores a las torres de impulsión. 9. La rotación del disco u otro tipo de rotación de torres HETS se realiza en el rango 0.1-0.5 m. El Kuhni es especialmente eficiente con discos perforados 40% de la sección transversal, tiene HETS 0,2 m y una capacidad de 50 m 3 / m 2 hora. - FILTRACIÓN -
1. Los procesos se clasifican según su tasa de acumulación de torta en un filtro de hoja vacio de laboratorio: rápido, 0.1-10.0 cm / segundo; medio, 0.110.0cm/min; baja, 0.1-10.0cm/hora. 2. La filtración continua no se recomienda para 1 / 8 pulgada de grosor porque la torta no puede ser formada en menos de 5 min.
3. La filtración rápida se realiza con cinturones, con tambores de alimentación superiores, o con centrifugas de empuje. 4. La tasa media de filtración se logra con tambores de vacios o con discos, o centrifugas rascadoras. 5. El filtrado lento de mezclas son manejados en filtros de presión o centrifugas de sedimentación. 6. La clarificación de la torta acumulada se realiza con cartuchos, con tambores de precapas, o con filtros de arena. 7. Las pruebas de laboratorio son recomendables cuando se espera que la superficie de filtración resulta más de unos pocos metros cuadrados, cuando el lavado de la torta es crítico, cuando la torta de secado puede ser un problema, o cuando una precapa puede ser necesaria. 8. Para los minerales molidos finamente, los índices de filtrado del tambor rotatorio pueden ser de 1,500 libras / (día) (pie cuadrado), a 20 revoluciones / hora y de 18-25t pulgadas de mercurio de vacio. 9. Los sólidos y los cristales gruesos pueden ser filtrados con un índice de 6,000 libras / (día) (pie cuadrado) a 20 revoluciones / hora, de 2 - 6 pulgadas de mercurio de vacío. - FLUIDIZACIÓN DE PAR TÍCULAS CON GASES -
1. Las propiedades de las partículas que son aptas para un buen desarrollo de fluidización son: forma redondeada o suave, la dureza suficiente para resistir el desgaste, los tamaños en el rango de 50-500 Q de diámetro, de un espectro de tamaños con relación a los más pequeños de los mayores en el rango de 10-25. 2. Los catalizadores catalíticos son miembros de una amplia clase y se caracterizan por un diámetro de 30-150Q, densidad de 1,5 g / ml o menos, apreciable expansión de la base antes de fluidización, velocidad de burbuja mínima pero mayor a la velocidad mínima de fluidizado, y rápida salida de burbujas. 3. El otro extremo de partículas sin fluidizar se caracteriza por la arena gruesa y perlas de cristal, lo que ha sido objeto de numerosas investigaciones de laboratorio. Su tamaño se encuentran en el rango 150-500 Qm las densidades de 1.5-4.0 g / mL, la base de expansión pequeña, aproximadamente la misma magnitud mínima de burbujeo y mínima velocidad de fluidizado, y también rápida salida burbujas. 4. Las partículas cohesivas y las más grandes de 1 mm o más no se pueden fluidizar y generalmente son tratadas de otras formas. 5. Los puntos de correlación se han hecho con la velocidad mínima de fluidización, velocidad mínima de burbujeo, base de expansión, nivel de fluctuación del
fluido, y la altura. Los expertos recomiendan, no obstante, que un verdadero diseño se basa en planta piloto de trabajo. 6. Las operaciones prácticas se realizan en dos o más múltiplos de la velocidad mínima de fluidización. En reacción, el material arrastrado se recupera con los ciclones y regresa al proceso. En secadores, las partículas finas secan lo más rápidamente posible así que el material arrastrado no necesita volver al proceso. - INTERCAMBIADORES DE CALOR -
1. Toma el flujo verdadero a contracorriente en un depósito, un tubo como intercambiador de fase. 2. Los tubos estándar son de 3 / 4 pulgadas, OD, 1 pulgada de espaciamiento triangular, 16 pies de largo; un armazón de 1 pie de diámetro acomoda 100 pies cuadrados, 2 pies de diámetro, 400 pies cuadrados, 3 pies de diámetro, 1100 pies cuadrados. 3. Un lado del tubo es para corrosiones, incrustaciones, escalar, y para los fluidos de alta presión. 4. La parte del armazón es para fluidos viscosos y condensados. 5. Las caídas de presión son de 1,5 psi para ebullición y 3-9 para otros servicios. 6. La temperatura mínima es de 20 ° F con refrigerantes normales, 10 ° F o menos, con refrigerantes. 7. La temperatura de entrada del agua es de 90 ° C, la máxima de salida 120 ° F. 8. Los coeficientes de transferencia de calor para la estimación de efectos, Btu / (hora) (pie cuadrado) r F): agua para liquido, 150; condensadores, 150; líquido a líquido, 50; líquido a gas, 5; gas a gas, 5; reboiler, 200. Flujo máximo en reboilers, 10.000 Btu / (h) (sqft). 9. El Intercambiador de doble tubo es competitivo en funciones que requieren 100200 cuadrados. 10. Los intercambiadores compactos (placa y fin) tienen 350 pies cuadrados / pies cúbicos, y alrededor de 4 veces la transferencia de calor por pie cubico de deposito y de tubo. 11. Los intercambiadores de placa y marco son adecuados para los servicios de alta sanitización, y son 25-50% más baratos en instalación y construcción que un depósito de acero inoxidable y tubo de unidades. 12. Los enfriadores de aire: Los tubos son de 0,75 1.00 pulgadas 00, la superficie total de aletas 15-20 pies cuadrados / pies cuadrados de superficie desnuda, U = 80-100 Btu / (hora) (pies cuadrados de superficie desnuda) r F), ventilador de potencia de entrada 2-5 HP / (MBtu / h), el enfoque de 50 r F o más.
13. Calentadores: tipo radiante, 12000 Btu / (h) (pies cuadrados); tasa de convección, 4000; velocidad del tubo de aceite, 6 pies / segundo, aproximadamente igual las transferencias de calor en las dos secciones; 70-75% de eficiencia térmica, la temperatura de los gases de combustión de 250-350 ° F por encima de la alimentación de entrada; temperatura del gas apilado de 650950 ° F.
-AISLANTE ±
1. Arriba de 650°F, 85% magnesio es muy utilizada. 2. Arriba de 1600-1900° F, una mezcla de asbesto con tierra de diatomeas es usada. 3. Refractarios de cerámica, para altas temperaturas. 4. El Equipo criogénico (-200° F) emplea aislantes con poros finos en los cuales el aire es atrapado. 5. El grosor óptimo varia con la temperatura: 0.5 in. a 200° F, 1.0 in. a 400°F, 1.25 in a 600° F. 6. Bajo condiciones de viento (7.5 miles/hr), un 10-20% de grosor del ailante es justificado. -MEZCLADO Y AGITACIÓN ±
1. Una agitación moderada se obtiene al circular el liquido con aspas a velocidades superficiales de 0 - 0.2 ft/s e intensa agitación a 0.7-1.0ft/s 2. La intensidad de la agitación con aspas en tanques se mide por la potencia aplicada, HP/1000gal, y las velocidades recomendadas son: Operación HP/1000gal Velocidad (ft/min) Mezcla 0.2-0.5 Reacción de 0.5-1.5 7.5-10 homogenización Reacción con 1.5-5.0 10-15 transferencia de calor Mezclas líquido- líquido 5 15-20 Mezclas gas-líquido 5-10 15-20 Mezclas/Slurry 10 3. Las aspas están hechas de un máximo de 18in, las turbinas de aspas de 9 ft.
4. Las burbujas de gas dispersas en la base ocurren a una agitación moderada de 1ft/min, agitación severa a 4ft/min 5. La suspensión de sólidos con una velocidad establecida de 0.03ft/s se logra, ya sea con turbinas o aspas, pero cuando la velocidad es mayor a 0.15ft/s, se requiere agitación vigorosa con aspas 6. La potencia para transportar una mezcla líquido-gas puede ser del 25-50% menor que transportar solo un líquido 7. Los mezcladores en línea son adecuados cuando se requiere un segundo mezclado o más, con entradas de potencia de 0.1-0.2HP/gal. -AMPLIACIÓN DEL TAMAÑO DE LAS PAR TÍCULAS -
1. Los principales métodos para la ampliación del tamaño de las partículas son: compresión en un molde, extrusión a través de un dado seguido de un cortador al tamaño, globulación en un material fundido por solidifación, aglomeración bajo tambores giratorios o condiciones de agitamiento con o sin agentes de unión. 2. Los granuladores de tambor rotatorio tienen una proporción de largo:diámetro de 2-3, velocidades de 10-20 rpm, una pendiente de no más de 10°. El tamaño es controlado por la velocidad, por el tiempo de permanencia, y la cantidad de binder; 2-5 mm de diámetro es común. 3. Los discos granuladores rotativos producen un producto más uniforme que los granuladores de tambor. Los fertilizantes son hechos con 1.5-3.5 mm; hierro, con 10-25 mm de diámetro. 4. La compactación en rollo y de briquetado es hecha con rollos que van de los 130mm de diámetro por 50 mm de ancho, a 91¶ mm de diámetro por 550 mm de ancho. Los extruidos son hechos de 1-10 mm de grueso y son reducidas a cualquier tamaño necesario para proceso, como alimentos para máquinas comprimidoras o secadores. 5. Los comprimidos son hechos en máquinas de compresión rotaroria, que convierten polvos y granulados en piezas uniformes. El diámetro máximo usual es alrededor de 1.5 in., pero tamaños especiales de arriba de 4 in. de diámetro son posibles. Las máquinas operan a 100 rpm más o menos, haciendo 10000 comprimidos/min. 6. Los extrusores hacen pelets por medio de la compresión de polvos, pastas a través de un die seguido de un cortador. Un tornillo de 8 in. tiene la capacidad de 200lb/hr de plástico derretido y es capaz de extruir tubería de 150-300 ft/min y de cortarla en tamaños tan pequeños a 8000/min. Los molinos del anillo de extrusión de pelets tienen diámetros de 1.6-32 mm. Los índices de producción cubren rangos de 30-200lb/(hr)(HP).
7. Las torres de prilling convierten el material fundido en gotas y les permite la solidificación al contacto con corrientes de aire. Las torres más altas de 60 m. son usadas. Económicamente, el proceso se vuelve competitivo con otros procesos de granulación cuando la capacidad de 200-400 tons/day es alanzada. Las prills de nitrato de amonio, por ejemplo, son de 1.6-3.5 mm de diámetro en un rango de 5-95%. 8. La granulación con cama fluidizada es hecha en camas superficiales de 12-24 in. de profundidad, con una velocidad de aire de 0.1-2.5 m/s o 3-10 veces la mínima velocidad de fluidizado, con índices de evaporación de 0.005-1.0 kg/m 2 seg. El producto tiene tamaños que van de 0.7-2.4mm de diámetro. -TUBER ÍA -
1. Las velocidades de la línea y la caída de presión, con un díametro de línea D en pulgadas: descarga de la bomba de líquido (5+D/3), 2.0 psi/100 ft; bomba de succión de líquido, (1.3+d/6) ft/seg, 0.4 psi/100 ft; vapor o gas, 20D ft/seg, 0.5 psi/100 ft. 2. Las válvulas de control requieren por lo menos un caída de presión de al menos 10 psi para un buen control. 3. Las válvulas de globo son usadas para gases, para control, donde quiera se requiere un cerrado fuerte. Las válvulas de paso son las más usadas para los demás servicios. 4. Los accesorios de los tornillos son usados sólo en tamaños de 1.5 in. o más pequeños, de lo contrario, se usan pestañas o soldaduras. 5. Las pestañas y los accesorios son clasificados para 150, 300, 600, 900, 1500 o 2500 psig. 6. El calibre de tubo= 1000 P/S, aproximadamente, donde P es la presión interna psig y S es el estrés permisible de trabajo (alrededor de 10000 psi para un aceros al carbón A120 a 500° F). El calibre de tubo más común es 40. -BOMBAS -
1. La potencia de bombeo de líquidosHP=(gpm)(P)/(1714)(eficiencia fraccional) 2. El NPSH = (Presión a la entrada a la bomba-Presión de vapor)/(densidad). Rango común: 4-20ft. 3. La velocidad especifica Ns=(rpm)(gpm)0.5/espacio de cabeza0.75, la bomba se puede dañar si N s excede, existe rangos óptimos de eficiencia. 4. Bombas Centrifugas: De una sola etapa para 15-5000gpm, 500ft máximos de cabeza, multietapas para 20-11000gpm, 5500ft máximo de espacio. Eficiencia de 45%a 100gpm, 70% a 500gpm, 80% a 10000gpm.
5. Bombas axiales para 20-100000gpm, 40ft de ca beza, 65-85% de eficiencia. 6. Bombas rotatorias para 1-5000gpm, 50000ft de cabeza, 50-80% de eficiencia 7. Bombas reciprocantes para 10-10000gpm, 1,000,000ft de espacio de cabeza máximo, Eficiencia del 70 a 10HP, 85% a 50HP, 90% a 500HP. -REACTORES -
1. El índice de reacción en cada instancia debe ser establecida en el laboratorio, y el tiempo de permanencia o el espacio de velocidad y la distribución del producto, eventualmente deben ser encontradas en una planta piloto. 2. Las dimensiones de las partículas catalizadoras son de 0.1 mm en camas fluidizadas, 1 mm en camas slurry, y 2-5 mm en camas fijas. 3. Las proporciones óptimas de los reactores con tanque de agitación son con cuando el nivel del líquido es igual al diámetro del tanque, pero a altas presiones, proporciones más pequeñas son económicas. 4. La entrada de potencia hacia el tanque de reacción homogénea con agitación es de 0.5-1.5 HP/1000 gal, pero es tres veces mayor cuando hay transferencia de calor. 5. El comportamiento ideal CSTR (Reactor con tanque con agitación continua) es cercano cuando el tiempo de permanencia es de 5-10 veces longitud del tiempo necesario para alcanzar la homogeneidad, el cual es obtenido con 500-2000 revoluciones con un agitador bien diseñado. 6. Las reacciones de Batch son conducidas en tanques agitados para un índice pequeño de producción lácteos o cuando lo tiempos de reacción son lentos, o cuando alguna condición como índice de alimentación o la temperatura deben ser programadas de alguna manera. 7. Reacciones relativamente lentas de líquidos son conducidas en tanques de agitación continua. Una batería de 4 o 5 en series es más económica. 8. Reactores de flujo tubular son situados en índices de alta producción en tiempos cortos de permanencia (segundos o minutos) y cuando una transferencia de calor sustancial es requerida. Tubos embebidos o construcciones Shell-and-tube son usadas. 9. En reactores con catálisis granular, la distribución del tiempo de permanencia, generalmente es no mayor que una batería de 5 etapas de CSTR. 10. Por convención, abajo del 95% del equilibrio, el desempeño de la batería de 5 etapas de CSTR acerca a un taponeo del flujo. -REFRIGERACIÓN -
1. Una tonelada de refrigeración es la remoción de 12,000 Btu/h de calor. 2. A varios niveles de temperaturas: 0-50°F, soluciones frías de salmuera y glicol; 50 -40°F, amonio, freón, butano; -150 -50°F, etano y propano. 3. La refrigeración por compresión con un condensador a 100°F requiere de este HP/ton a diferentes nivele de temperatura: 1.24 a 20°F; 1.75 a 0°F; 3.1 a -40°F; 5.2 a -80°F. 4. Por debajo de -80°F, se usan cascadas de dos o tres refrigerantes. 5. En la compresión de una sola etapa, la relación de compresión se limita a 4. 6. En compresión de etapas múltiples, la economía se mejora con proyecciones y reciclado de etapas internas, llamada operación economizadora. 7. La refrigeración de absorción (amonio a -30°F, bromuro de litio a 45°F) resulta económica cuando se dispone de vapor a 12 psig. -TAMAÑO DE SEPARACIÓN DE LAS PAR TÍCULAS -
1. Los Girzzlies que están construidos en barra paralelas con espaciamiento apropiado son usados para remover productos más grandes que 5 cm de diámetro. 2. Pantallas cilíndricas giratorias rotan de 15-20 rpm y por debajo de la velocidad crítica. 3. Las pantallas planas con hechas vibrar, o sacudidas o impactadas con bolas rebotadoras. Las pantallas inclinadas vibran a 600-7000 golpes/min y son usadas para disminuir a 38m aunque la capacidad disminuye drásticamente por debajo de 200 m. Las pantallas reciprocantes operan en un rango de 300-1000 golpes/min. y maneja tamaños de hasta 0,25 mm en la mayor velocidad 4. Los sifters rotativos funcionana a 500-600 rpm y se adaptan a un rango de 12 mm hasta 50 m. 5. La clasificación de aire es preferida para tamaños pequeños porque las pantallas de malla 150 y más finas, son más frágiles y lentas. 6. Los clasificadores húmedos son usados en su gran mayoría para hacer dos rangos de productos, uno sobredimensionados y otro de tamaño inferior, con un descanso comúnmente en el rango entre la malla 28 y 200. Un clasificador de rastrillo opera alrededor de 9 golpes/min. cuando la separación se hace en la malla 200, y 32 golpes/min en la malla 28. El contenido de sólidos no es crítico, y aquél del sobre flujo debe andas en un 2-20% más. 7. Los hidrociclones manejan hasta 600 cuft / min y pueden eliminar las partículas en un rango de 300-5 m. a partir de suspensiones diluidas. En un caso, una
unidad de 20 pulgadas de diámetro tenía una capacidad de 1000 gpm con una caída de presión de 5 psi y un punto de corte entre 50 y 150 m. Utlidades: especificaciones comunes
1. Vapor: 15-30 psi, 250-270 °F; 150 psig, 366°F; 400 psig, 448°F; 600 psig 448 °F o con 100-150°F de sobrecalentamiento. 2. Agua de refrigeración: suministrar a 80-90°F para la t orre de enfriamiento, regresa a 115-125°F; regresa el agua de mar a a 110°F, retorno del agua templada o vapor condensado por encima de 125°F. 3. Aire enfriado: suministra a 85-95°F; la temperatura de entada para el prcoeso; 45°F. 4. Aire comprimido a niveles de 45, 150, 300, o 450 psig. 5. Aire de instrumentación a 45 psig, 0°F punto de rocio. 6. Combustibles: gas de 100Btu/SCF a 5-10 psig, o ariiba de 25 psig para algunos quemadores; liquido a 6 millones btu/barril. 7. Fluidos de transferencia de calor: aceites de petróleo por debajo de 600°F. dowtherms debajo de 750°F, sales fundidas abajo de 1100°F,directamente al fuego o a la electricidad debajo de 450°F 8. Electricidad: 1-100 HP, 220-550 V; 200-250 HP, 2300-4000 V.
-BUQUES (BIDONES) -
1. Los bidones son relativamente pequeños y los conductos para proporcionar la capacidad de oleaje o separación para recibir fases o etapas. 2. El bidón de líquidos es generalmente horizontal. 3. Los separadores de gas/líquido son verticales. 4. El óptimo de largo/diámetro =3, pero el rango de 2.5 a 5 es común. 5. Retrasar el tiempo 5 minutos y medio para el máximo de reflujo de los bidones, 5-10 minutos para productos que estén alimentando otra torre. 6. En bidones que estén alimentando calderas, 30 minutos y medio como máximo es permitido. 7. Eliminando bidones hacia delante del compresor no puede sostener menos de 10 veces por minuto el volumen del líquido pasando o cruzando el canal. 8. Separadores líquido/líquido son diseñados para una velocidad de 2 a 3 pulgadas por minuto. 9. La velocidad del gas en separadores gas/líquido, V=k¥ L/v-1 pie/segundo. K= 0.35 con engranaje y k= 0.1 sin engranaje.
10. La eliminación del arrastre de 99% es alcanzados con engranajes de 4 a 12 pulgadas , 6 pulgadas es más común. 11. Para pastillas de engranajes verticales, el coeficiente en el paso 9 es reducido por el factor 2/3. 12. Una buena presentación puede ser esperar velocidades de 20 a 100% de sus calculadas, y es muy popular dar una k=75%. 13. Diseñando espacios de 6 a 18 pulgadas hacia delante de la pastilla y 12 pulgadas arriba de las pastillas son adecuados. 14. Las separaciones de los ciclones pueden diseñarse para 95% un grupo de 5 micrómetros de partículas, pero generalmente solo gotitas más grandes de 50 micrómetros pueden ser removidas. -BUQUES (PRESIÓN) ±
1. El diseño de temperaturas entre -20ºF y 650ºF , 501F es arriba de la temperatura de operación, más altos márgenes de seguridad se utilizan fuera del rango de temperatura determinado. 2. el diseño de presión es 10% o 10-25 psi sobre la presión máxima de funcionamiento. La presión máxima de funcionamiento, a su vez, se toma como 25psi arriba del funcionamiento normal. 3. El diseño para la presión de funcionamiento de los conductos a 0 a 10 psig y 600 a 1000ºF están a 40 psig 4. Para funcionamiento al vacío, las presiones diseñadas son a 15 psig y pleno vacío. 5. Los espesores mínimos de muros, para rigidez 0.25 pulgadas para 42 pulgadas dia y bajo, 32 pulgadas para 42 a 60 pulgadas dia y 38 pulgadas arriba de 60 pulgadas dia. 6. Corrosión de 0,35 pulgadas conociendo condiciones corrosivas, 0.15 pulgadas para no corrosivas, y de 0.06 pulgadas para los tambores de vapor y aire receptores. 7. Admisibles de trabajo se destaca una cuarta parte de la última fuerza del material 8. Destacan máximos admisibles dependen bruscamente de las temperaturas: Temperatura -20-650 750 850 1000 (°F) Acero de baja 18,750 15,650 9550 2500 aleación SA203 (psi) Tipo 302 18,750 18,750 15,900 6250
inoxidable
-BUQUES (TANQUES DE ALMACENAMIENTO) -
1. Para menos de 1000 galones , usar cisternas o tanques verticales en piernas. 2. Entre 1000 y 10 000 galones usar tanques verticales en soportes de concreto. 3. Superior a 10 000 galones usar tanques verticales usar cimientos de concreto. 4. Líquidos sujetos a la pérdida de la respiración se puede almacenar en tanques con techos flotantes o de ampliación para la conservación. 5. Un francobordo es la continuación a 500 galones, y 10% sobre 5oo galones de capacidad. 6. 30 días de capacidad a menudo es la especificación para materiales crudos y productos, pero depende del equipo de conexión de transporte. 7. Capacidad de los tanques de almacenamiento de al menos 1,5 veces el tamaño de la conexión de transporte eqipada, por ejemplo 7500 gal camiones cisterna, tanque de 34500 galones coche y virtualmente ilimitada capacidad de barcazas y buques cisterna.
