Guía de ejercicios - Facultad de Ingeniería - UBA

Guía de ejercicios
Rev 3 Página 27
10. Diseño de una descarga a través de un disco de ruptura
76.49 Operaciones de Transferencia de
cantidad de movimiento y energía
Facultad de Ingeniería
UBA
Se tiene un reactor que opera en fase líquida. Para prevenir la elevación de la presión por encima
de 350 kPaa se instala un disco de ruptura. Se estima que la máxima velocidad de evaporación en
caso que el sistema de control falle es de unos 7000 kg/h.
El disco de ruptura está conectado a una cañería que descarga los vapores producidos a un lugar
seguro. La longitud de la tubería de descarga es de 25 m y tiene 2 codos de radio largo ya que
debe by-pasear una columna que se encuentra en su recorrido. La conexión de la cañería al
reactor es será del tipo rasante.
Considerar que el peso molecular de los vapores es de 42 kg/kmol, su viscosidad de 0,02 cp, su
temperatura de 180 °C y k = 1,4.
Determinar el diámetro adecuado para la tubería de venteo.
11. Descarga de O2 a través de una válvula de seguridad.
En un recipiente que contiene oxígeno a 1,06 MPa(g) y 15 ºC se instala una válvula de seguridad
con un área de 12 cm 2 en la garganta de la tobera. Esta válvula está conectada a una cañería de
15 m de largo y tiene una serie de accesorios tales que Ki es igual a 3,0. La cañería descarga a
la atmósfera.
a) Calcular el caudal de descarga en kg/h si la contrapresión a la salida de la válvula se mantiene
por debajo de 0,1 MPa(g).
b) Elegir el diámetro del caño de descarga de manera que se cumpla la condición anterior.
c) Calcular la temperatura en la garganta de la tobera.
12. Descarga de H2 a través de una válvula de seguridad.
Se tiene un recipiente que contiene hidrógeno. Para proteger al mismo se quiere instalar una
válvula de seguridad que sea capaz de descargar 2000 kg/h de gas cuando la presión alcance los
17 kg/cm 2 (g). La temperatura en el recipiente es de 52 ºC.
a) Determinar el diámetro mínimo requerido en la garganta de la tobera de la válvula de seguridad.
b) Elegir el diámetro de la cañería de descarga de la válvula de seguridad si su recorrido antes de
descargar a la atmósfera en un lugar seguro es de 80 m, tiene 4 codos de 90 ºRL y la
contrapresión a la salida de la válvula no debe superar 1,7 kg/cm 2 (g). Se puede tomar una
velocidad tentativa suponiendo un número de Mach a la salida igual a 0,3.
c) Estimar las condiciones del fluido en la garganta de la tobera y en la descarga a la atmósfera.