Problema 6.12

6.12) 100,000 lb/h de nitrobenceno se deben de enfriar de 325 a 2 75°F calentando benceno de 100 a 300°F. Se e mplearán horquillas de 20ft de 4 por 3 in IPS, de doble tubo, y se permitirán caídas de presión de 10 lb/in2. Se requiere un factor de obstrucción mínimo de 0 .004.( a)¿ cuántas horquillas se requieren?(b) ¿cómo debe arreglarse? (c)¿Cual es el factor de obstrucción? se calculan las aéreas del tubo interno y del anulo

                           

1.-Datos

para el fluido caliente(nitrobenceno)

para el fluido frio(benceno)

ṁh=100,000 lb/h

ṁc=?

T1=325 °F T2=225°F

t1=100 °F t2=300 °F

se calcula las temperaturas promedio o media para sacar las de ma s propiedades

temperatura promedio para e keroseno

con la tem. promedio se calculan la s de mas propiedades

con su tem. promedio buscamos las propiedades

        

        

          

           

igualando la Q vamos a encontrar el flujo másico del kero seno

    

                               sustituyendo y despejando                     

si

  

  entonces



se calcula un G a para la nitrobenceno

            

y se procede al cálculo del Re pero como es para el nitrobenceno que va por el interior se requiere un diámetro

               la viscosidad se transforma de lb/ft h a lb/in h

teniendo el Re nos vamos a la fig.24 y buscamos un JH

tendiendo eso se sustituye en la sig. formula y convertimos el De de in a ft y la µ e puso en lb/ h ft

              

      despejando hh



se calcula un G a para la benceno

              

y se procede al cálculo del Re pero como es para la benceno que va por el anulo se utiliza el diámetro equivalente

           la viscosidad se transforma de lb/ft h a lb/in h

             teniendo el Re nos vamos a la fig.24 y buscamos un JH

tendiendo eso se sustituye en la sig. formula y convertimos el Di de in a ft y la µ se puso en lb/ ft h

              



     

despejando hc

calculo de el coeficiente global de transferencia de calor los diámetros se introducen en ft

                                                                

se calcula un coeficiente global transferencia con incrustaciones

se calcula un ΔT para flujo en paralelo

para encontrar gamma se utiliza la formula 6.35b por que la corriente fria va en seri y n corrines calientes en paralelo

sustituyendo valores en l 6.35b y despejando γ

se sustituye en

se calcula el flujo de calor Q con la sig. formula ya sea en con la corriente fría o caliente pues la Q es la misma

                     

teniendo Q, ΔTln, UD se sustituye en la sig. fórmula para el cálculo del área

 

para el área de la horquilla pues como dice 20ft la longitud total de cada horquilla e de 40 ft el diámetro se transforma a ft

     

el numero de horquillas se calcula dividiendo él A entre Aor y se redondea

      Caídas de presión para el tubo interno se usa el mismo Re Como ya contamos con A, Ga, µ, Re tenemos que calcular una densidad , una f para sustituirlas en la fórmula para calcular un ΔP, la densidad se calcula con la definición de gravedad especifica y se despeja densidad de la sustancia la gravedad especifica se saca de talas, la gravedad de 2 2 8.79m/s  toma el valor de 418000000 ft/h , la longitud es de 40 ft



                               =2.487

par el fluido en el anulo se necesita calcular un Re por que se calcula el diámetro equivalente diferente también se calcula una velocidad y una densidad como se hizo anterior la viscosidad se convierte de lb/ft h

                                        58257.1577

                                