Guía de ejercicios - Facultad de Ingeniería - UBA

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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.
Guía de ejercicios Rev 3 Página 61 76.49 Operaciones de Transferencia de cantidad de movimiento y energía Facultad de Ingeniería UBA 6. Diseño: condensación de propano con agua en un condensador horizontal. Diseñar un condensador horizontal para condensar 26750 kg/h de propano. Se dispone como líquido refrigerante de agua tratada a discreción que se encuentra a 25 ºC 7. Diseño: condensación y subenfriamiento de una mezcla de n-pentano e isopentano con agua en un equipo vertical. 50000 kg/h de n-pentano e isopentano se deben condensar y subenfriar. La mezcla proviene de una torre de destilación y se encuentra a una temperatura de 55 ºC y 1,7 atm(a). Luego de condensar se debe subenfriar a 37 ºC para su almacenamiento. Se dispone para tal fin de agua proveniente de una torre de enfriamiento a 26 ºC. Diseñar un condensador-subenfriador vertical adecuado para cumplir con el pedido solicitado.
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