8/18/2019 Caso 2 -Aspen Plus - Intercambiadores de Calor

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 Diseño de un

intercambiador decalor 

Casos de Estudio con Aspen Plus

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Objetivos

La práctica tiene un doble objetivo:

• Simular un intercambiador de coraza y tubos.

• Disear un intercambiador para !ue se cumplan unaespeci"caciones "jadas.

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Planteamiento del problem

#na corriente de $.% &'(s de acetona pura a )*+,C y -condensa en un intercambiador orizontal de coraza yutilizando como 0uido re1ri'erante a'ua a $-,C y ).2 acircula por los tubos. El caudal es de )** &'(s.

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3etodolo'4a

Para la simulaci5n se emplea el blo!ue 6EA78 !ue pestimar la transmisi5n de calor y ca4da de presi5n para corde una o dos 1ases mediante dos m9todos: el simpli"cado/lleva a cabo con el m4nimo nmero de datos/ y no respeci"car la 'eometr4a ;por tanto el coe"ciente 'lobal/ ede correcci5n y las ca4das de presi5n serán constanteri'uroso/ en el !ue s4 es necesario especi"car la 'eopara estimar el coe"ciente 'lobal/ el 1actor de correcci5ca4das de presi5n.

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Problemas de simulaci5n

Conocemos la 'eometr4a del intercambiador y !ueremos oblastemperaturas de salida de los dos 0uidos. El problema constres apartados:

•

Simulaci5n mediante el m9todo simpli"cado.• 3ediante el m9todo detallado con el coe"ciente 'lobal co

• 3ediante el m9todo detallado y el coe"ciente 'lobal en 1ude la 'eometr4a.

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Dia'rama de 0ujo del proce

Dibujar el dia'rama de 0ujo: Seemplea el blo!ue 6EA78 paradibujar el intercambiador/ y lascuatro corrientes ;dos de entrada ydos de salida< se

dibujan con 3A7E=>AL S7=EA3S.Se denota con C y F a los 0uidoscaliente y 1r4o respectivamente ycon 1 y 2 a las corrientes de entrada

 y salida.

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79rminos !ue necesitamos sa

• Sell: Coraza: Se especi"ca el tipo de coraza ;E: un paso por carcasa

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=esoluci5n del problema

a< Calcular la temperatura de salida de ambos 0uidos utilizando elsimpli"cado/ suponiendo # %* (;m-FG< y H7  *.I%. constan

#: Coe"ciente 'lobal de transmisi5n de calor

H7: Hactor corrector de la temperatura media lo'ar4tmica

s5lo !ueda introducir el valor del área de intercambio de calor parealizar simulaci5n/ la cual se obtiene:

 A JKDKLK?, de 7ubos ;J

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=esoluci5n del problema

b< Calcular la temperatura de salida de ambos 0uidosutilizando el m9todo detallado:Suponiendo # constante e i'ual a %* (;m-FG< En este debemos especi"car la 'eometr4a del cambiador y con 9s

 Aspen calcula la di1erencia de temperaturas media lo'ar7odos los datos del intercambiador se encuentran e@puelado del dibujo. Además en el pro'rama a de indicarse el 0uido !ue circula por la carcasa ; 0uido caliente: acetocuál es el !ue circula por los tubos ;0uido 1r4o: a'ua

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=esoluci5n del problema

c< 7ras un determinado tiempo de uso se produce ensuciamientointerior de los tubos. Si la resistencia de ensuciamiento/ = 1 / es dm-FG(/ calcular las temperaturas de salida de ambas corrienteestas condiciones.

#tilizando la 'eometr4a del cambiador para estimar #: >'ual !ue

pero seleccionando la opci5n en la !ue # dependa de la 'eomet vez de mantenerse constante.

En este caso se eli'e la opci5n adecuada en Aspen para !ue en simulaci5n/ ten'a en cuenta dica resistencia ;Hilm CoeMicient