Projeto de Condensador Horizontal e Vertical

Projeto de Condensador Horizontal e Vertical


Overview

VERTICAL HORIZONTAL


Sheet 1: VERTICAL

12.3. Usando dados do Prob. 12.1, calcule o tamanho de um condensador 1-1 vertical necessário com condensação nos tubos.
Calcule o tamanho necessário de um condensador 1-1 vertical com DE de 1 in, tubos BWG 14 com comprimento de 16 ft com passo triangular de 1 1/4 in.
1º Passo - Balanço de Calor
Álcool etílico
W = 62000 lb/h
C LATENTE = 330 Btu/lb Fig. 12.
Q = 20460000 Btu/h d
Agúa
Cp = 1 Btu/(lb)(°F)
ΔT = 35 °F
W = 584571.428571429 lb/h
p = 62.5 lb/ft³
2º Passo - Variação de temperatura
Fluido quente Fluido Frio Difer.
200 Temp. Superior 120 80 °F
200 Temp. Inferior 85 115 °F
0 Diferenças 35 35 °F
MLDT 96.44 °F
3º Passo - Utilizando tc igual a temperatura média ta do fluido frio
ta = 102.5
Tentativa:
(a) - Supondo que Ud = 70 Btu/(h)(ft2)(°F)
A= 3030.6311840345 ft² TUBOS BWG 14
nº de tubos = 723.5082085644 L = 16 ft
DE = 1 in
Pr = 1 1/ 4 in
Aexterna = 0.2618 in2 Quadro 10
(b) - Quadro 9 - Supondo 1 passagem no casco e 1 nos tubos
DI 39 in
n carcaça 1 passagem
Nt 766 tubos
n tubos 1 passagem
(c) - Coeficiente corrigido Ud
A = 3208.6208 ft²
Ud = 66.1169381195 Btu/(h)(ft2)(°F)
Fluido Quente Fluido Frio (Interior do tubo, água)
4'º Passo 4º Passo
nº de chicanas = 4 a't 0.546 in2 Quadro 10
B máx= 39 in at 2.9044 ft2
C' 0.2500 in
a3 3.301 ft2 5º Passo
Do = 0.083 Gt 201269.8 lb/(h)(ft2)
5'º Passo Vel 0.89 ft/s
G' 309.3246412 lb/(h)(ft2) Eq 12.36
Gs 18783.4319526627 6º Passo Para ta=102,5 °F Fig. 14
Supondo h=ho 150 Btu/(h)(ft2)(oF) u 0.85 cp
u 2.057 lb/ft.h
Do 10º Passo 7º Passo
hio 612.03 Btu/(h)(ft2)(oF) D 0.0695 ft Quadro 10
tw 121.69 oF 8º Passo
tf 160.85 oF Re 6800.3173078101
kf 0.105 Btu/(h)(ft2)(oF/ft) Quadro 04 9º Passo
sf 0.79 Quadro 06 hi 730 Btu/(h)(ft2)(oF) Fig 25
uf 0.57 cp Fig. 14 10º Passo
ho 155.1926277244 Btu/(h)(ft2)(oF) Fig. 12.9 ou Eq. 12.42 hio 612.03 Btu/(h)(ft2)(oF)
Queda de Pressão
Fluido quente Fluido frio
1'. 1.
Para Tv 200 Para Ret 6800.3173078101
uvapor 0.02904 Fig. 15 f 0.00024 ft^2/in^2 Fig.26
De 0.06 Fig. 28
Re 38808.7437038486
f 0.0018 Fig. 29
2'. 2.
Numero de interseçoes ΔPt 0.0428778743 psi
N+1= 5
Peso mol 46.1 Quadro 06
Densidade 0.1934045819 lb/ft³ 3.
s Densi. Espec. 0.0030944733 ΔPr 0.1145114442 psi
Ds 3.25 ft
3'. 4.
ΔP 0.53239905 psi Eq. 12.47 ΔPT 0.1573893185 psi
13.
Coeficiente Global de polimento Uc
Uc 123.800580559 Btu/(h)(ft2)(oF)
14.
Fator de incrustação Rd
Rd 0.0070472108 (h)(ft2)(oF)/Btu
Resumo
155.1926277244 h externo 612.03
Uc 123.800580559
Ud 66.1
Rd calculado 0.0070472108
Rd necessário 0.003
0.53239905 ΔP calculada 0.1573893185
2 ΔP permitida 10
Carcaça
DI 39 in
Espaçamento 39 in
Passagens 1
Tubo
Número tubos 766
Passagens 1
Tubo 1 in, BWG 14, triangular 1 1/4 in

Sheet 2: HORIZONTAL

12.1. Uma vazão de 62000 lb/h de álcool etílico puro deve ser condensada pela água de 85 a 120° F. Dispomos de um fator de inscrustração igual a 0,003 e de uma queda de pressão de 2 psi para o vapor e de 10 psi para a água.
Calcule o tamanho necessário de um condensador 1-2 horizontal com DE de 1 in, tubos BWG 14 com comprimento de 16 ft com passo triangular de 1 1/4 in.
1º Passo - Balanço de Calor
Álcool etílico
W = 62000 lb/h
C LATENTE = 330 Btu/lb Fig. 12.
Q = 20460000 Btu/h
Agúa
Cp = 1 Btu/(lb)(°F)
ΔT = 35 °F
W = 584571.428571429 lb/h
p = 62.5 lb/ft³
2º Passo - Variação de temperatura
Fluido quente Fluido Frio Difer.
200 Temp. Superior 120 80 °F
200 Temp. Inferior 85 115 °F
0 Diferenças 35 35 °F
MLDT 96.44 °F
3º Passo - Utilizando tc igual a temperatura média ta do fluido frio
ta = 102.5
Tentativa:
(a) - Supondo que Ud = 100 Btu/(h)(ft2)(°F)
A= 2121.4418288241 ft² TUBOS BWG 14
nº de tubos = 506.4557459951 L = 16 ft
DE = 1 in
Pr = 1 1/ 4 in
Aexterna = 0.2618 in2 Quadro 10
(b) - Quadro 9 - Supondo 1 passagem no casco e 2 nos tubos
DI 33 in
n carcaça 1 passagem
Nt 522 tubos
n tubos 2 passagens
(c) - Coeficiente corrigido Ud
A = 2186.5536 ft²
Ud = 97.0221735623 Btu/(h)(ft2)(°F)
Fluido Quente Fluido Frio
4'º Passo 4º Passo
nº de chicanas = 5 a't 0.546 in2 Quadro 10
B máx= 33 in at 0.9896 ft2
C' 0.2500 in
a3 2.363 ft2 5º Passo
Gt 590699.9 lb/(h)(ft2)
5'º Passo Vel 2.63 ft/s
G3 26234.7107438017 lb/(h)(ft2)
G'' 59.7711169342 lb/(h)(ft linear) 6º Passo Para ta=102,5 °F Fig. 14
Supondo h=ho 260 Btu/(h)(ft2)(oF) u 0.85 cp
u 2.057 lb/ft.h
Do 10º Passo 7º Passo
hio 612.03 Btu/(h)(ft2)(oF) D 0.0695 ft Quadro 10
tw 131.57 oF 8º Passo
tf 165.79 oF Re 19958.0193784772
kf 0.105 Btu/(h)(ft2)(oF/ft) Quadro 04 9º Passo
sf 0.79 Quadro 06 hi 730 Btu/(h)(ft2)(oF) Fig 25
uf 0.52 cp Fig. 14 10º Passo
ho 276.7808079851 Btu/(h)(ft2)(oF) Fig. 12.9 ou Eq. 12.42 hio 612.03 Btu/(h)(ft2)(oF)
Queda de Pressão
Fluido quente Fluido frio
1'. 1.
Para Tv 200 Para Ret 19958.0193784772
uvapor 0.02904 Fig. 15 f 0.00024 ft^2/in^2 Fig.26
De 0.06 Fig. 28
Re 54203.947817772
f 0.0015 Fig. 29
2'. 2.
Numero de interseçoes ΔPt 0.7386518104 psi
N+1= 6
Peso mol 46.1 Quadro 06
Densidade 0.1934045819 lb/ft³ 3.
s Densi. Espec. 0.0030944733 ΔPr 1.9726744167 psi
Ds 2.75 ft
3'. 4.
ΔP 0.8787984318 psi Eq. 12.47 ΔPT 2.7113262271 psi
13.
Coeficiente Global de polimento Uc
Uc 190.589863187 Btu/(h)(ft2)(oF)
14.
Fator de incrustação Rd
Rd 0.0050600535 (h)(ft2)(oF)/Btu
Resumo
276.7808079851 h externo 612.03
Uc 190.589863187
Ud 97.0
Rd calculado 0.0050600535
Rd necessário 0.003
0.8787984318 ΔP calculada 2.7113262271
2 ΔP permitida 10
Carcaça
DI 33 in
Espaçamento 33 in
Passagens 1
Tubo
Numero tubos 522
Passagens 2
Tubo 1 in, BWG 14, triangular 1 1/4 in

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