Manual de usuario en versión pdf - inter
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1. podr alcanzar Jos Cia 18 A continuaci n se calcular el rea de flujo necesaria para la velocidad estimada que se ha ingresado y el di metro necesario del tubo INTERCAMBIADOR DE CALOR DE DOBLE TUBO Para alcanzar la velocidad deseada se necesitar un rea de flujo en el tubo interno de Wh q Ph X Uh a 0 00101265824785 m Para el rea de flujo calculada el di metro interno del tubo sera ps 14 a D 0 0359081401431 m Modificar velocidad Diametros standard 19 En el formulario a continuaci n se deber ingresar un di metro est ndar similar al que se ha calculado Con estos di metros se calcular n las reas y velocidades de flujo para ambas corrientes del intercambiador 13 InterQ v1 0Beta MANUAL DE USUARIO INTERCAMBIADOR DE CALOR DE DOBLE TUBO Ingrese un valor standard pr ximo al calculado para el diarnmetro del tubo y seleccione un valor acorde para el diametro interno del tubo externo Di metro interno calculado D 0 0359081401431 D 0 035 m Di metro interno del tubo interno a 0 0421 m Di metro externo del tubo interno e 0 05251 m Di metro interno del tubo externo 20 Si las velocidades son satisfactorias se procede con los c lculos de los di metros equivalentes para el espacio anular INTERCAMBIADOR DE CALOR DE DOBLE TUBO DI METROS EQUIVALENTES TX D E D Los di metros equivalentes se calculan para sustituir PA A2. Ss InterQ v1 0Beta MANUAL DE USUARIO MANUAL DE USUARIO InterQ v1 0Beta a Ingrese en la p gina www interg com ar b Una vez en la p gina se encontrar en el men de inicio desde all podr seleccionar el tipo de intercambiador con el que desea trabajar CALCULO DE INTERCAMBIADORES DE DOBLE TUBO Y DE CORAZA Y TUBOS SELECCIONE EL TIPO DE INTERCAMBIADOR INTERCAMBIADOR DE DOBLE TUBO Mar a Soledad Kruszyn Ingenieria en alimentos Universidad Nacional de Quilmes Inicio Tubo entubo Coraza ytubos Ayuda Tablas de inter s Sitios de inter s Agradecimientos UNQ gt Menu Principal Inicio Desde esta opci n se accede al men de selecci n de intercambiadores Tubo en tubo Esta opci n permite elegir entre las operaciones de evaluaci n y dise o para intercambiadores de doble tubo Coraza y tubos Esta opci n permite elegir entre las operaciones de evaluaci n y dise o para intercambiadores de coraza y tubos InterQ v1 0Beta MANUAL DE USUARIO Ayuda Aqu se encuentra el manual de usuario en formato pdf y la direcci n de correo para realizar cualquier consulta Tablas de inter s Se encontrar n enlaces a tablas disponibles en la web tiles a lo largo de la corrida del programa Sitios de inter s Al igual que en la secci n de tablas se encontrar aqu una selecci n de enlaces a p ginas web que traten sobre los intercambiadores de calor y los distintos aspectos involucrados
3. ste cumple con la transferencia de calor que el proceso necesita Seleccione una opci n Evaluaci n Dise o Mar a Soledad Kruszyn Ingenieria en alimentos Universidad Nacional de Quilmes 3 Seleccionar el fluido calefactor 4 Completar el formulario con las propiedades de los fluidos las ca das de presi n admisibles la longitud de los tubos y seleccionar del men desplegable la ubicaci n de los fluidos 5 Una vez que se han ingresado los datos se procede a realizar el balance t rmico 6 Al hacer clic sobre evaluaci n de un equipo existente se redirige a un formulario donde se deben completar los datos del intercambiador en cuesti n Del men desplegable se selecciona el tipo de arreglo de los tubos 15 Ss InterQ v1 0Beta MANUAL DE USUARIO INTERCAMBIADOR DE CALOR DE DE CORAZA Y TUBOS Complete los campos a continuaci n con las caracteristicas del intercambiador a evaluar 0 0148 m Diametro interno de los tubos 0 019 m Diametro externo de los tubos 0 336 m Diametro interno de la coraza unidades N mero de tubos unidades N mero de pasos en los tubos unidades N mero de pasos en la coraza m Distancia libre entre tubos m Separaci n entre deflectores m Separaci n entre centros de tubos unidades Humero de deflectores Arreglo de los tubos Tri ngulo 7 En la siguiente pantalla se presentan las reas de flujo velocidades m sicas y el di metro equivalente para e
4. existente en la parte inferior derecha de la pantalla InterQ v1 0Beta MANUAL DE USUARIO INTERCAMBIADOR DE CALOR DE DOBLE TUBO Corrobore los datos ingresados TUBO A4NULO Fluido Caliente Solvente Fluido Frio Etilenglicol Wi 0 8 kg s W 0 3 kgs T E T 30 0 t 25 C Cp 1922 J kg E C 2340 J kg K El valor calculado es Q Q We X Ce X to t1 Q 14 040 00 J s tm 15 C y Tp 35 C Verifique la ubicaci n de los fluidos El fluido caliente fluye por los tubos y el frio por el espacio anular Si desea realizar alguna correcci n regrese a las propiedades de los fluidos Propiedades de los fluidos Evaluacion de un equipo existente 6 A continuaci n InterQ le solicitar el ingreso de los di metros de los tubos interno y externo y el n mero de tubos que conforman el equipo cada horquilla se considera como 2 tubos INTERCAMBIADOR DE CALOR DE DOBLE TUBO Complete los campos a continuaci n con los datos del intercambiador a evaluar m Diametro interno del tubo interno m Diametro externo del tubo interno m Diametro interno del tubo externo unidades N mero de tubos InterQ v1 0Beta MANUAL DE USUARIO 7 En la pantalla siguiente se muestran los resultados de las reas de flujo y las velocidades de los fluidos tanto como para el tubo como para el espacio anular Tambi n se calculan los di metros equivalentes para los c lculos de los coeficientes individuales y la perdid
5. m h 1 011 71 Js m E D Hio H O LP hi 841 09 Jfs m E ANULO Des A Pe X UA Req Ho Ce X He ke Rey 378 05 Pr a 1212 73 El flujo en la zona anular es laminar Pra EA D 10 93 Nusa 1 86 x Rey x Pra x 7 Husa 12 39 Nusa x ke H E ho 139 99 J s m K La temperatura de pared se calcula para realizar las correcciones por viscosidad fi TH a 2 Hio A pen He x n Hi He Tw 34 15 C Correcciones por viscosidad 9 En la pantalla siguiente se encuentra el formulario para realizar las correcciones por viscosidad En caso de no considerarse necesario se ingresan los mismos valores para las viscosidades ingresadas en el comienzo de la corrida del programa InterQ v1 0Beta MANUAL DE USUARIO INTERCAMBIADOR DE DOBLE TUBO CORRECCIONES EN LAS VISCOSIDADE S POR LA TEMPERATURA DE PARED Para fluidos no viscosos la desviaci n del flujo isot rmico durante el calentamiento o enfriamiento no introduce un error apreciable en el c lculo del coeficiente de transferencia de calor por lo que comunmente se utiliza Cu l oi ste es el caso los valores de L y Hp son los mismos que los ingresados con anterioridad He 0 00095 kg m s Hp 0 024 kgm s Cuando la temperatura de la pared del tubo difiere apreciablemente de la temperatura cal rica del fluido controlante y ste es viscoso el valor actual de up debe tomarse en cuenta Viscosidad del fluido c
6. 2 A continuaci n se deben ingresar los valores de los factores de fricci n Se sugieren algunos valores pero se da la libertad de ingresar el valor m s apropiado acorde al equipo en cuesti n rugosidad de los tubos fluidos de proceso etc se recuerdan los valores del n mero de Reynolds para facilitar los c lculos 10 InterQ v1 0Beta MANUAL DE USUARIO INTERCAMBIADOR DE CALOR DE DOBLE TUBO Factor de fricci n de fanning en el tubo y en la zona anular Los n meros de Reynolds para el tubo y el nulo son Re q 30 635 44 y Re y 376 05 a Para la zona de Re 2100 16 e b En la zona turbulenta Re gt 2100 el factor de fricci n depende de la rugosidad del material que constituye el tubo c Para tubos lisos de intercambiadores 34 0 1 2 0125 f 0 0014 RE d Para tubos de acero comercial 0 264 f 0 0035 4 si Ri 0 42 Ingrese los valores del factor de fricci n de fanning para el tubo y el nmlo h factor de fricci n en el tubo f factor de fricci n en el nulo 13 Por ltimo se presentan los c lculos de las ca das de presi n a ambos lados del intercambiador Al hacer clic sobre Resumen se accede a una p gina donde se encuentran todos los valores calculados Se puede imprimir o guardar como cualquier otra p gina web 11 Ss InterQ v1 0Beta MANUAL DE USUARIO INTERCAMBIADOR DE CALOR DE DOBLE TUBO CA DAS DE PRESI N TUBO NULO lih j 0 25 El n mer
7. Este error no se debe a problemas del programa sino al servidor donde se encuentra alojado Se recomienda una vez comenzada una corrida ejecutar el programa hasta la secci n resumen si se utilizan los botones de atr s y siguiente no se puede asegurar la exactitud de los c lculos ya que varios valores se habr n ingresado para una misma variable y no siempre el programa utiliza el ltimo valor ingresado para realizar los c lculos Cuando se calculan los n meros de Reynolds y alguno de ellos cae en la zona de transici n no se puede continuar con los c lculos pues no est n definidas las correlaciones para esta zona Sin embargo continuar hasta la secci n resumen por el mismo motivo explicado con anterioridad 18
8. Una vez seleccionada la operaci n se le pedir escoger el fluido calefactor si es vapor selecci nelo del men desplegable sino seleccione otro INTERCAMBIADOR DE CALOR DE DOBLE TUBO Para evaluar un equipo necesitamos conocer las temperaturas de entrada y salida de ambos fluidos las dimensiones del equipo la longitud de los tubos y las propiedades fisicas de los fluidos a la temperatura media Seleccione el tipo de fluido caliente apor Maria Soledad Kruszyn Ingenieria en alimentos Universidad Nacional de Quilmes 4 Una vez seleccionado el fluido calefactor en la siguiente pantalla se encuentra el formulario principal donde se deben completar las propiedades de ambos fluidos nombres flujos m sicos temperaturas de entrada y salida capacidades calor ficas conductividades t rmicas viscosidades y densidades Asimismo se le solicitar n las ca das de presi n admisibles la longitud de el o los tubo s la ubicaci n de los fluidos y el sentido de flujo contracorriente o paralelo Si se ha elegido vapor como fluido calefactor adem s se le solicitar el calor de condensaci n wooo EJ Eege Calor de condensaci n Los nombres y las ca das de presi n admisibles pueden obviarse si no se conocen su no ingreso no conducir a errores en el funcionamiento del programa En cambio flujos m sicos temperaturas de entrada y salida y capacidades calor ficas deben ingresarse para poder realizar el balanc
9. a de carga del lado del nulo Para proceder con el c lculo de los coeficientes realice un clic sobre c lculo de coeficientes en la parte inferior de la pantalla INTERCAMBIADOR DE CALOR DE DOBLE TUBO Resultados de los calculos de las reas de flujo y de las velocidades en el tubo y la zona anular TUBO ANULO tx D i 4 Area de flujo ap 0 000962084375 m Area de flujo a 0 0007 7268334 m Wh We L y 5 Us Velocidad vp 1 052566956207 mrs Velocidad v 0 384413235379 m s Los di metros equivalentes se calculan para sustituir al diametro interno del tubo en las correlaciones para los c lculos del lado del anulo Tx D D o Den 4x i 4xrTxD Dg 0 0233691211401 m Daq 4 x jl Dig 0 0104 mm C lculo de los coeficientes 8 Consecuentemente se muestran los c lculos de los coeficientes individuales previo c lculo de los par metros adimensionales Reynolds Prandtl y Nusselt Tambi n se calcula la temperatura de pared en caso de que se deseen realizar correcciones en la viscosidad a esta temperatura InterQ v1 0Beta MANUAL DE USUARIO e INTERCAMBIADOR DE CALOR DE DOBLE TUBO C lculo de los coeficientes de transferencia en el tubo y en la zona anular TUBO D ka a Xx U Re za i E ph E hn Pia 20 Kn ker 30 635 24 Pry 9 76 El flujo en el tubo es turbulento Nus 0 023 x Re x Pri Nus y 139 36 y Nus x kn Sa D 1 011 3
10. aliente a la temperatura de Viscosidad del fluido frio a la temperatura de pared pared My 0 013 ke m s pre DoS kgms Correcciones 10 Al hacer clic en correcciones si se han ingresado valores para las viscosidades a la temperatura de pared se recalculan los coeficientes individuales con la correcci n De lo contrario se muestran los mismos valores de los coeficientes ya calculados 11 Es ahora el turno de calcular los coeficientes globales de transferencia Se muestran los resultados de la diferencia media logar tmica de temperaturas el rea de transferencia de cada tubo y del equipo total el coeficiente global limpio sucio y la resistencia de ensuciamiento observada InterQ v1 0Beta MANUAL DE USUARIO INTERCAMBIADOR DE CALOR DE DOBLE TUBO La diferencia media logaritmica de temperaturas es EEN Ti to Ta t DMLTe 2222 f In z EMILT 19 58 Fl rea de transferencia de calor de cada tubo es A rx D xL A 0 79m El rea de transferencia de calor del equipo es A quipo N A A Bripo 6 35m El coeficiente global de transferencia de calor para el El coeficiente global de transferencia de calor para el equipo sin ensuciamiento es equipo con ensuciamiento es N I Q T I o DMLT x A ho T hio e l A E equipo Ur 120 12 Wim K Up 112 07 Wim K La resistencia combinada de ensuciarmento ez 21 E Up Ue Ra 0 00110704634155 Ra Factores de fricci n 1
11. e t rmico Puede desconocerse tan s lo una de estas variables entonces InterQ la calcular junto con el c lculo del calor transferido siempre y cuando las capacidades calor ficas se ingresen InterQ v1 0Beta MANUAL DE USUARIO Las conductividades t rmicas viscosidades y densidades junto con la longitud de los tubos deben ingresarse de manera obligatoria para poder Ilevar a cabo los c lculos Si no se define la ubicaci n de los fluidos y el sentido de flujo se mantienen los valores por default Fluido caliente en los tubos y sentido contracorriente Los valores se ingresan con puntos para indicar los decimales Se puede utilizar notaci n exponencial ej 2 1e 3 INTERCAMBIADOR DE CALOR DE DOBLE TUBO Ingrese los siguentes datos Wa kgs Flujo m sico Wa 3 kg s T ES Temperatura de entrada ti 3 e T a Temperatura de salida ta A pu Cp Jikg E Capacidad calorifica e 3 K ky J s mE Conductividad t rmica Les 3 ys mE Hp kgm s Viscosidad He 3 kgm s Ph kgm Densidad Po 3 kgm APh Pascal Nimi Caida de presi n admisible AP 3 Pascal M m Longitud de los tubos L E mm Ubicacion del fluido caliente Sentido de Flujo Tubos 5 Al presionar el bot n de siguiente InterQ realizar el balance t rmico calculando el calor transferido y la variable faltante si es que la hay Para continuar con la evaluaci n realice un clic sobre evaluaci n de un equipo
12. en la tem tica InterQ se divide en dos m dulos intercambiadores de doble tubo e intercambiadores de coraza y tubos A su vez cada uno de ellos se divide en dos m dulos m s dise o y evaluaci n En el m dulo de dise o se completan los c lculos para equipos que a n no se encuentran armados Se parte de los datos del proceso en cuesti n y de los fluidos involucrados En el m dulo de evaluaci n se parte de un intercambiador existente en uso al cual se le quiere medir la performance t rmica Tambi n se utiliza este m dulo para el dise o de equipos a partir de tubos corazas o equipos completos existentes destinados a una nueva aplicaci n lt INTERCAMBIADOR DE DOBLE TUBO 1 Con un clic seleccione intercambiador de doble tubo INTERCAMBIADOR DE CALOR DE DOBLE TUBO Un nuevo equipo debe ser dise ado para ajustarse a los requerimientos de proceso de manera que se cumpla la transferencia de calor requerida En la evaluaci n de un equipo se quiere saber si la performance de ste cumple con la transferencia de calor que el proceso necesita a Seleccione una opci n Evaluaci n Y Evaluaci n Dise o Mar a Soledad Kruszyn Ingenieria en alimentos Universidad Nacional de Quilmes InterQ v1 0Beta MANUAL DE USUARIO 2 En la siguiente p gina seleccione del men desplegable la operaci n que desea realizar evaluaci n o dise o En esta ocasi n veremos el modo de evaluaci n 3
13. l lado de la coraza 8 Se procede con los c lculos de los coeficientes individuales de transferencia de calor y la temperatura de pared 9 De la misma manera que para el intercambiador de doble tubo de ser necesario se realizan las correcciones por viscosidad a la temperatura de pared 10 Una vez que se tienen los coeficientes individuales se procede con el c lculo de los coeficientes globales Primero se muestran los c lculos para la diferencia verdadera de temperatura para la cual se calculan la diferencia media logar tmica de temperatura y los par metros R S Px y Ft Se calculan en esta instancia tambi n las reas de transferencia de calor y el coeficiente de ensuciamiento observado 11 En la p gina siguiente se encuentra el formulario para ingresar los factores de fricci n y una vez ingresados se calculan las ca das de presi n para ambos fluidos 16 InterQ v1 0Beta MANUAL DE USUARIO 12 Por ltimo se presenta el resumen de los c lculos realizados a lo largo de la corrida del programa Puede guardarse o imprimirse para poder ser cotejado con otras corridas realizadas 13 Para acceder al m dulo de dise o de un intercambiador de coraza y tubos despu s de seleccionar el intercambiador seleccionar del men desplegable la opci n dise o 14 Completar el formulario con los datos de los fluidos Al hacer clic en siguiente se realiza el balance t rmico Una vez calculado el calor
14. o de Reynolds se recalcula para el c lculo de AR 4x fx D PRA 2 i ES las ca das de presi n utilizando el D que tiene en cuenta el perimetro de fricci n 2 AP 16564 52 Pascales Nim PE E Deg X Pe X VA Re pe Re 168 24 L Ta wy AP 4x fi x x p X X s maxa x poco e AP 123993 36 Pascales Nim a Pe X V N g AP 298 50 Pascales Nim APA AP AP AP_ 124291 87 Pascales Nim Resumen 14 Para acceder al m dulo de dise o de un intercambiador de doble tubo despu s de seleccionar el intercambiador seleccionar del men desplegable en 4 la opci n dise o 15 Al igual que en el m dulo de evaluaci n seleccionar el fluido calefactor 16 Ingresar las propiedades de los fluidos y los datos requeridos en 6 A diferencia del m dulo de evaluaci n se le solicitar adem s ingresar un valor estimado de la resistencia de ensuciamiento 17 Luego de realizar el balance t rmico se deber ingresar un valor estimado de la velocidad que tendr el fluido que circule por los tubos 12 InterQ v1 0Beta MANUAL DE USUARIO INTERCAMBIADOR DE CALOR DE DOBLE TUBO Ingrese la velocidad esperada para el fluido circulante por los tubos Recuerde que a mayores velocidades aumenta el coeficiente de transferencia pero tambi n lo hace la p rdida de carga La velocidad tambi n depende de las iscosidades de los fluidos A mayor viscosidad menor velocidad que se
15. transferido hacer clic en dise o de un nuevo intercambiador 15 Enel siguiente formulario se le pedir que ingrese un valor estimado del coeficiente global con ensuciamiento y el n mero de pasos que se desean para el lado de la coraza INTERCAMBIADOR DE CALOR DE CORAZA Y TUBOS Ingrese en funci n de los fluidos de proceso un valor aproximado del coeficiente de transferencia Up y el n mero de pasos por la coraza Hoji unidades N mero de pasos en la coraza Un 124 Wim E Coeficiente global con ensuciamiento 16 Se procede a continuaci n a calcular la diferencia verdadera de temperatura junto con los par metros necesarios para ello R S Ft y DMLT para poder calcular un rea estimada de transferencia de calor 17 A continuaci n y bas ndose en el rea estimada se le pedir que ingrese las caracter sticas de un equipo supuesto 18 Con los datos del equipo supuesto se calcula el nuevo rea de transferencia las reas de flujo velocidades m sicas y el di metro equivalente del lado de la coraza 19 A partir de aqu se contin a de la misma manera que a partir del paso 8 para intercambiadores de coraza y tubos 17 InterQ v1 0Beta MANUAL DE USUARIO ERRORES FRECUENTES Puede suceder que al estar realizando una corrida del programa repentinamente todos los valores sean O Lamentablemente por el momento la nica soluci n es volver a comenzar con los c lculos desde un principio
16. xrxD al di metro interno del tubo en las correlaciones para los c lculos del lado del ando Dgy 0 0233691211401 C lculo de coeficientes J il D2 D7 r dx uu a FDA D y 0 0103930342195 21 A partir de aqu se procede de igual forma que en el m dulo de evaluaci n se obtienen los coeficientes individuales de ser necesario se realizan las correcciones por viscosidad a la temperatura de pared y se calculan los coeficientes globales A diferencia del m dulo de evaluaci n en este m dulo no se calcula la resistencia de ensuciamiento observada pues el equipo no se encuentra en funcionamiento A partir de los coeficientes globales se calcula el rea de transferencia de calor del equipo y con ella el n mero de tubos 14 InterQ v1 0Beta MANUAL DE USUARIO 22 Para el c lculo de las ca das de presi n se procede de la misma manera que en 14 y 15 lt INTERCAMBIADOR DE CORAZA Y TUBOS 1 Desde la pantalla de inicio seleccionar el intercambiador de coraza y tubos 2 Al igual que en el m dulo de intercambiadores de doble tubo seleccionar la opci n deseada Comenzaremos seleccionando del men desplegable la opci n de evaluaci n INTERCAMBIADOR DE CALOR DE CORAZA Y TUBOS Un nuevo equipo debe ser dise ado para ajustarse a los requerimientos de proceso de manera que se cumpla la transferencia de calor requerida En la evaluaci n de un equipo se quiere saber si la performance de
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