Guía de ejercicios - Facultad de Ingeniería - UBA

Guía de ejercicios
Rev 3 Página 60
76.49 Operaciones de Transferencia de
cantidad de movimiento y energía
Facultad de Ingeniería
UBA
3. Verificación: condensación y subenfriamiento de n-pentano con agua en un
equipo horizontal.
Empleando las mismas condiciones y el mismo equipo del ejercicio 2 verifique si el mismo es apto
para el servicio requerido si el condensador-subenfriador fuera instalado horizontalmente.
4. Diseño: Condensación de alcohol propílico con agua de torre en un equipo
horizontal.
a) Se requiere diseñar un condensador horizontal para condensar 27240 kg/h de n-propanol
(alcohol propílico) que proviene del tope de una columna de destilación que opera a 1,02 atm.
relativa a cuya presión condensa a 118 ºC. Como medio refrigerante se empleará agua a 30 ºC
que podrá salir, como máximo, a 49,5 ºC. Para lograr un tiempo operativo razonable se
requiere un factor de obstrucción combinado de 5 x 10 -4 m 2 ºC / W y se permite una caída de
presión de 60 kPa para el agua y de 15 kPa para el vapor.
Por consideraciones de estandarización se deberán utilizar tubos de 2,5 m de largo, de Do = 3/4 “
y BWG 16.
b) ¿Cómo varía el área del equipo si se puede aumentar el caudal de agua un 50%?.
c) En una reunión con los ingenieros de producción, éstos comentan que el equipo que
anteriormente prestaba ese servicio se ensuciaba más frecuentemente de lo esperado y que
es mejor utilizar una resistencia de ensuciamiento de 8 x 10 -4 m 2 ºC / W. Dado que ya ha
comenzado el proceso de cotización del condensador se quieren evaluar dos alternativas con
la resistencia de ensuciamiento sugerida:
c.1) ¿a qué presión deberá trabajar la columna para condensar la misma cantidad de
alcohol propílico (27240 kg/h)?
c.2) ¿qué cantidad condensará si no se cambia la presión de operación de la columna?
d) Bosquejar un plano de instalación si el equipo debe montarse en una terraza a 2 m por
encima del tope de la columna de destilación. Indicar los diámetros de las cañerías y ubicación
de las válvulas.
5. Diseño: condensación de alcohol medicinal con agua de pozo en condensador
horizontal.
Ud trabaja en una fábrica que produce alcohol medicinal. El mismo es un azeótropo de etanol y
agua con un 95,5 % p/p de alcohol. Una columna de destilación opera a presión atmosférica y
separa por el tope el azeótropo.
Se requiere diseñar un condensador horizontal para condensar 1954 kg/h del azeótropo
empleando como refrigerante agua de pozo a 21 ºC, la cual puede salir con una temperatura
máxima de 40 ºC.