adrian: mayo 2009

MANUFACTURAS PEDRERO S.A.

Pues en si no conseguí la visita a una empresa pero en cambio logre tener información con una persona, esta información es sobre una de las empresas que se dedican a realizar intercambiadores de calor entre otras de sus fabricaciones, mejor dicho, que se dedican especialmente a equipos de transferencia de calor. Pues bien con la persona que me obsequio dicha información se dedica un poco a ese ámbito laborar.

MAPESA fue fundada en el año 1946. Con el objeto de participar en la industria moderna a través de servicios integrales de Ingeniería, con especialidad en procesos de transferencia de calor, abarcando como base principal, cualquier sistema donde se requiera intercambio térmico, como los intercambiadores de calor.

Importantes seleccionan a MAPESA como la mejor opción, ya que además de proporcionar la más avanzada tecnología, su personal capacitado de ventas brinda un soporte de atención y servicio a cada uno de sus clientes. De esta manera, MAPESA contribuye a mejorar los sistemas de producción de alguna empresa, la calidad de sus productos y los rendimientos que obtiene.

Brindamos la fiabilidad probada durante años sus equipos fabricados con tecnología y experiencia. Cada unidad producida se prueba detalladamente para evitar fugas, contar con el flujo correcto y la capacidad de disipación térmica que el sistema requiere, y así asegurar una vida útil y prolongada.

Productos principales son:

Intercambiadores de Calor
Evaporadores
Radiadores
Condensadores

Los Intercambiadores de Calor están construidos por lo general bajo las normas TEMA y ASME VII en lo referido a condiciones mecánicas y se observan para sus soldaduras los dictados de ASME IX o AWS.

Las características constructivas y materiales seleccionados dependerán de las condiciones operativas y de los fluidos que intervienen en el proceso.

Los tubos son mandrilados o soldados a las placas porta-tubos, según los requerimientos, las placas pueden ser fijas o flotantes.

Los cabezales son desmontables y los haces tubulares pueden ser fijos o extraíbles.

Nos ocupamos de construcción de haces tubulares de repuesto, retubado de intercambiadores, reparaciones generales tanto en nuestra planta como en las de nuestros clientes.

Se cumplen con los requisitos exigidos para la construcción de equipos sometidos a presión dependiendo de las reglas vigentes en cada localidad.

Por ultimo cabe mencionar que esta microempresa de la cual conseguí información no es loca como ya se había mencionado pero si se quiere tener contacto con ella me obsequiaron los siguientes datos:

Teléfonos:

(56-2)7792235
(56-2) 7794359

FAX: (56-2) 7763972

Correo electrónico: consultas@mapesa.cl

PROYECTO PERSONAL

PENTANO LIQUIDO

Flujo caliente: Pentano liquido a 35 bar. de presión, flujo de 50 kg/s, que será enfriado desde una temperatura de entrada de 113 ªC hasta 38 ªC a un tanque de almacenamiento. No hay contaminación.

Refrigerante: Agua bien tratada desde una torre de enfriamiento a 27 ªC en verano y 17 ªC en invierno. La temperatura de salida no excederá 50 ªC. emplear una resistencia a la contaminación de 0.00018 (W/m2 K)-1. Sobre diseñar un 25% de superficie. Mantener una velocidad del flujo de 1.5 m/s como mínimo y 3 m/s como máximo para prevenir erosión. Para una caída de presión de 100 kPa existe una tolerancia de 10%.

Especificaciones de la construcción: Se requiere una longitud máxima de los tubos de 10m, los cuales serán de una aleación 0.5 de Cr en posición horizontal con arreglo multitubular simple.

Tipo de intercambiador de calor y localización del fluido: debido a que el butano esta a alta presión, se requiere una construcción de concha y tubo. El agua se colocará a ¾” en tubos rectos para limpieza.

DATOS:

Flujo caliente

P= 35Bar

FMh= 50Kg/s

Te= 113 ªC

Ts= 38 ªC

Refrigerante

Ts= 50 ªC

Te= (27+17)/2= 22 ªC

FMc= 155kg/s

R= 0.00018m2K/w

sobre diseñar 25%

L= 10m

Do= 3/4"= 0.019m

Para el diseño de este intercambiador utilizare el metodo LMTD, el cual es un metodo sencillo:

Q=As F LMTD U

Primero escribimos la formula que nos ayudara para obtener los datos necesarios para el intercambiador. Obtenemos primero el calor que se genera en nuestro intercambiador:

Q= FMh Cph (Te-Ts)h

Cp es el calor especifico de la sustancia que se va a enfriar en este caso es el PENTANO LIQUIDO por lo tanto: Cp= 2.20 KJ/Kg ªK

Q= (50Kg/s) (2.20KJ/Kg ªK) (386-311)ªK= 8250Kw

Nota: se convirtieron los ªC a ªK para poder eliminar los grados, esto con el fin de que no hubiera confusiones, pero se pudo haber dejado en ªC ya que al momento de restarse en ªC o ªK es el mismo resultado.

Bien al principio en los datos que se nos proporcionan del refrigerante nos dice que el flujo masico del agua es de 155Kg/s, esto nos sirve para saber la cantidad de agua que se utilizara para enfriar nuestro PENTANO LIQUIDO a la temperatura deseada y también poder saber que con esa cantidad de agua la temperatura del agua al salir no sobrepasara los 50 ªC que es lo que se nos pide en el problema que no sobrepase esa temperatura.

Además nos ayudara a ver que tipo de intercambiadores nos servirán para realizar este proceso, como se nos muestra en el libro hay tres tipos de intercambiadores con esas características.

Como podemos observar en los tres se nos marca el flujo del agua y las temperaturas con las cuales estamos trabajando, se ve claramente como con esa cantidad de agua la temperatura del PENTANO LIQUIDO descenderá de 113 a 38 ªC y que la temperatura del agua no excederá los 50 ªC.

Pues para este caso o mejor dicho para mi diseño de intercambiador utilizare el primero mas sencillo de realizar. Además el tercero utiliza ya un flujo mayor al deseado de 255Kg/s

Ahora como siguiente paso obtendremos nuestro LMTD:

Como siguiente paso calcularemos el factor de corrección, esto es porque como utilizaremos un intercambiador a contra flujo. Si no utilizáramos un intercambiador a contra flujo nuestra formula que se escribió al principio no llevaría este factor.

Por lo tanto:

F= 0.87

Obtenida P y R nos vamos a las tablas que vienen en el libro y con los resultados obtenidos podemos obtener nuestro factor de corrección.

Como pudimos notar el problema tambien nos da como dato la resistencia del agua tratada que es de 0.00018m²K/w, con este dato y obteniendo las resistencias del agua y del PENTANO LIQUIDO podremos obtener la resistencia total y finalmente nuestro COEFICIENTE DE TRANSFERENCIA DE CALOR TOTAL:

Agua 0.00014 m²K/w

Agua tratada 0.00018 m²K/w

Pentano 0.00064 m²K/w

Resistencia total 0.00096 m²K/w

Para obtener la resistencia del PENTANO, en las tablas que se tiene del libro que el profesor nos dio viene como light organic y es como se pudo obtener la resistencia del pentano. Ya teniendo nuestra resistencia total entonces podemos obtener COEFICIENTE DE TRANSFERENCIA DE CALOR TOTAL:

Finalmente para obtener el área de nuestro intercambiador y el numero de tubos que llevara y el diámetro de la carcasa volvemos a nuestra formula que escribimos al principio y sustituimos valores y podremos obtener nuestra área superficial

Como se nos pide que se sobre diseñe un 25% por lo tanto el

As total= 237.31m²

Para saber el número de tubos primero sacamos el área de los tubos

At=∏ (0.019m)(10m)= 0.569m²

Por lo tanto el número de tubos esta dado por:

Nt= 189.85 m²/0.569 m²= 334tubos

Y el diámetro de la carcasa:

Donde 0.87 es debido al acomodo de los tubos según sea el caso y 1.75 es un cálculo que ya se nos da es el número de Pr (prandlt)

Conclusiones: Bien pues como podemos ver se obtuvieron los resultados necesarios para nuestro intercambiador y así poder enfriar el PENTANO LIQUIDO con los datos que se nos proporcionaron, utilice el intercambiador a contra flujo de 1-1 porque a mi parecer ocupa menos área y al momento de realizar el proceso de enfriar lo hará rápidamente y mas efectivo.

Aquí podrán encontrar los intercambiadores con los datos que obtuve

Proveedor

http://www.hydrel.es/Bowman.htm

Catálogo

http://www.ejbowman.co.uk/pdf/stainless.pdf