Se desea calentar 9820 lb/h de benceno frío de 80 a 120ºF usando usando tolueno caliente que se enfría de 160 a 100ºF. Las gravedades específicas a 68ºF son 0.88 y 0.87, respectivamente. Las otras propiedades de los fluidos se pueden encontrar en los apéndices. A cada corriente se le asignará un factor de obstrucción de 0.001, y la caída de presión permitida para cada corriente es de 10 lb/plg2. Se dispone de cierto número de horquillas de 20 pies de longitud de 2 por 1 ¼ plg IPS. ¿Cuántas horquillas se requieren. Resp.: 3 horquillas en serie.
1.2.
6900 lb/h de un aceite lubricante de 26ºAPI deben enfriarse de 450 a 350ºF por 72500 72500 lb/h de un aceite crudo de 34ºAPI. El aceite crudo se calentará de 300 a 310ºF. El factor de obstrucción será de 0.003 para cada corriente, y la caída de presión permitida en 2 cada una de ellas será de 10 lb/plg . Se dispone de cierto número de horquillas de 20 pies de 3 por 2 plg IPS. ¿Cuántas deberán usarse, y qué arreglo deberá hacerse? La viscosidad del aceite crudo se puede obtener de la fig. 14 (apéndice). Para el aceite lubricante, las viscosidades son 1.4 centipoises a 500ºF, 3.0 a 400ºF y 7.7 a 300ºF. Estas viscosidades son suficientemente grandes para introducir un error se
⎛ μ ⎞ se supone que ⎜ μ ⎟ ⎝ ⎠
0 .14
= 1.
w
Resp.: 8 horquillas, conectadas en serie en dos bancos paralelos de cuatro intercambiadores.
1.3.
Un intercambiador de doble tubo tubo se sobrediseñó sobrediseñó debido a que no había datos disponibles respecto a la velocidad que se acumulaba el lodo. El intercambiador se diseñó originalmente para enfriar 13000 lb/h de ácido acético de 250 a 150ºF calentando 19000 lb/h de alcohol butílico de 100 a 157ºF. Un coeficiente de diseño U D=85 se empleó, pero durante la operación inicial se obtuvo una temperatura 117ºF a la salida del líquido caliente. Y aumentó durante la operación a una velocidad promedio de 3ºF por mes. ¿Qué factor de obstrucción debió especificarse para un ciclo de seis meses de operación?
100000 lb/h de nitrobenceno se deben enfriar de 325 a 275ºF calentando benceno de 100 a 300ºF. Se emplearán horquillas de 20 pies de 4 por 3 plg IPS, de doble doble tubo, y se permitirán 2 caídas de presión de 10 lb/plg . Se requiere un factor de obstrucción mínimo de 0.004. (a) ¿Cuántas horquillas se requieren? (b) ¿Como deben arreglarse? ¿Cuál es el factor final de obstrucción?
1.6.
¿Cuál es factor de obstrucción cuando a) UC=30 y UD=20, b) UC=60 y UD=50, y c) UC=110 y UD=100?? ¿Qué considera usted razonable de especificar entre dos corrientes moderadamente limpias?
1.7.
Ortoxyleno procedente de un tanque de almacenamiento que está a 100ºF debe de calentarse a 150ºF enfriando 18000 lb/h de alcohol butílico de 170ºF a 140ºF. Disponibles para este propósito hay cinco horquillas de 20 pies cuyos ánulos y tubos están colocados en serie. Los intercambiadores son de 3 por 2 plg IPS. A) ¿Cuál es el factor de obstrucción?, b) las caídas de presión? c) Si las corrientes calientes y frías en (a) se intercambian con respecto al ánulo y al tubo interior, ¿cómo se justifica esto o refuta su decisión inicial respecto a dónde colocar la corriente caliente?
Equipos para la Industria Química
20
E.U.P./Donostia –San Sebastián
Problemas 1
1.8.
10000 lb/h de gasolina de 57º API se enfrían de 150 a 130ºF calentando keroseno de 42º API de 2 70 a 100ºF. Se permiten caídas de presión de 10 lb/plg con un factor de obstrucción mínimo de 0.004. a) Cuántas horquillas de 2 ½ por 1 ¼ plg IPS de 20 pies de largo se requieren? b) ¿Cómo deben de arreglarse? c) ¿Cuál es el factor final de obstrucción?
1.9.
12000 lb/h de aceite lubricante de 26º API deben de enfriarse de 450 a 350ºF, calentando 2 keroseno de 42º API de 325 a 375ºF. Se permite una caída de presión de 10 lb/plg en ambas corrientes y debe de considerarse un factor de obstrucción mínimo de 0.004. a) ¿Cuántas horquillas de doble tubo de 2 ½ por 1 ¼ plg IPS de 20 pies se requieren? b) ¿Cómo deben arreglarse? c) ¿Cuál es el factor final de obstrucción?
