TP DISTRIBUCION DE VAPOR

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Punto 1
	1- Se desea calentar 2500 litros de leche por hora en una olla con camisa de vapor, desde una temperatura inicial del producto de 20 ºC hasta una temperatura de salida de 80 ºC. La caldera suministra vapor a 7 bar r. La densidad de la leche es 1.03 kg/l y el calor específico es de 0.917 kcal/kg ºC. El rendimiento del equipo calefactor es de 85 %. La caldera está ubicada a 200 m del equipo calefactor. La trampa del equipo calefactor descarga a la atmósfera. Determine lo siguiente: a) el diámetro de la cañería de vapor, b) la pérdida de condensado en toda la línea de distribución de vapor; c) las características de la trampa del equipo calefactor, d) el diámetro de la cañería de condensado, si todo el caudal de condensado vuelve a la caldera. y e) si la línea de distribución de vapor es de acero aleado 1 % Cr 0.5 % Mo, ¿cuál será la dilatación que sufre la cañería de vapor? ¿cómo lo solucionaría? La caída de presión total es de 0,5 bar
	Datos
	Leche
	Caudal Leche	2500	litros/hs
	Ti 	20	°C
	Tf	80	°C
	ρ	1.03	kg/l
	Cp	0.917	kcal/kg
	Presion Vapor sum por caldera	7	bar r
	Caida de presion hasta equipo	0.5	bar
	P abs equipo	7.5	bar 
		750
ENZO: ENZO:
presion de vap de caldera- caida de presion	kpa
	Rendimiento	85%
	Distancia de caldera	200	m
	Perdidas de vapor	6.67%
	T vapor	168.2462606824	°C		Cada 30 metros coloco trampa de vapor para eliminar el condensado
	Corriente	Flujos(Kg/h)	X(%peso)	T(°C)	Cp(Kcal/Kg°C)	H(Kcal/Kg)	h(Kcal/Kg)
	Leche	2575		20	0.917		18.34
ENZO: ENZO:
Calculo con Tref
	S	339.8727804947		168.2462606824		661.4548738908	171.0412695667
	Leche calentada	2575		80	0.917		73.36
	Tref	0
	Q Total	166678.235294037	kcal/kg
	Q aprovechado	141676.5	kcal/kg
	Balance de energia					Solver			Dif
	Bal energia cam calefacc	S*Hs	=	Q+S*hs		224810.507161025	=	224810.507161025	0
	Bal energia cam ebullicion	Leche*hf+Q	=	Leche cal*hl		188902	=	188902	0
		85%	=	Qaprov/Qtotal		85%	=	0.85	-0
	Masa vapor del equipo	339.8727804947	kg/h
	Masa vapor linea	362.530965861
ENZO: ENZO:
Aumentando las perdidas de vapor debido a la longitud de la tub por si condensacion	kg/h
	Acarreo anticipado
ENZO: ENZO:
10% de la masa de la caldera	40.281218429	kg/h
	Masa vapor caldera	402.81218429	Kg/h
	Longitud caldera-acarreo	7	metros
	Porcentaje long total de acc	10%
	Longitud equivalente total	227.7	m		200 m
	Presion descarga trampa vap	1	atm
	Caida de presion en 100m	0.2195871761	bar	7 m
	Diametro interior tuberia
ENZO: ENZO:
de tabla	60	mm
	Perdida de condensado	62.9394037953	kg/h
					Trampa de vapot
	TRAMPA DE VAPOR
ENZO: ENZO:
Veo caracteristicas en pag 41 manual 101
	Trampa
	Tipo	IBL
	Factor de seguridad	3
	Ahora sacamos el tamaño…
ENZO: ENZO:
manual 108 pag 12
tenemos trampa de balde invertido
	
ENZO: ENZO:
de tabla						
ENZO: ENZO:
Calculo con Tref	Datos
	P en el equipo abs	7.5	bar
	P descarga	1
ENZO: ENZO:
descarga a la atmosferica	bar
	∆P	6.5
	Caudal
ENZO: ENZO:
Caudal del equipo afectado por el factor de seguridad	
ENZO: ENZO:
Veo caracteristicas en pag 41 manual 101	
ENZO: ENZO:
presion de vap de caldera- caida de presion	1019.618341484	l/hs
	De tabla sacamos que necesitamos trampa 312, orificio 3/16
	Ahora hacemos con catalogo de tp para sacar diametro de la cañeria de condensado
	Caida de p admisible	entre 0,05 y 0,1
ENZO: ENZO:
Experimental	kg/cm2
	Q	1019.618341484	L/hs
	D condensado	1 1/4
	Coeficiente de dilatacion α	1.51E-02	mm/m°C
	T vapor	168.2462606824	°C
	T ambiente	20	°C
	Longitud	200	m
	Dilatacion	447.7037072608	mm
	Lo podemos solucionar a traves de curvas de dilatacion
	Elijo 3 curvas
	Dilatacion x curva	149.2345690869	mm
	Diametro nominal tuberia	60	mm
	W	1.9	m
Masa linea:364,2
Masa que llega al equipo:339,87
Acarreo:40,28
Masa Total:402,81
Punto 2
	Ejercicio 2: Una caldera de vapor de 8 bar r, alimenta a un calentador de aire que trabaja con 7,5 bar r y consume 4000 kg/h de vapor. La longitud de la línea de distribución es de 150 m y 7 metros desde la caldera a la pierna colectora desde donde se alimenta a la línea de distribución. Se pide lo siguiente: a) calcular el diámetro de la cañería principal de vapor, b) seleccione las trampas para todo el sistema de distribución y la que se colocará a la salida del calentador, si la descarga de todas ellas se realiza a presión atmosférica, todo el condensado retorna a la caldera, c) determine el diámetro de las tuberías de condensado para todo el sistema de recuperación del mismo. La longitud de la cañería principal de condensado es de 150 m; d) calcule el espesor de la aislación de la cañería de distribución, Utilice los datos de PERLITEMP para el cálculo del aislante.; e) determine la cantidad de aire que se procesa en el calentador, si su rendimiento es del 75%; f) calcule la dilatación y la solución que propone. 
	Presion vapor caldera	8	bar r
	Presion vapor trabajo	7.5	bar r
	Consumo vap	4000	kg/h
	Longitud linea	150	m
	A acarreo	7	m
	Caida de presion 	0.5	bar/157 m
	Caida de presion 	0.3184713376	bar/100 m
	Temperatura de vapor	176
ENZO: ENZO:
De tabla de vapor de ope, ingresando con 9 bar abs de la caldera	°C
	Perdidas vap	5%
	Masa de vapor linea	4200	kg/h
	Masa vapor caldera	4666.6666666667	kg/h
	Acarreo anticipado	466.6666666667	Kg/h
	Diametro tuberia	125	mm
	Diámetro N	Diámetro ext	Diámetro int	Espesor pared	Nº Catálogo
	[pulgadas]	[ cm]	[cm]	[cm]	Schedule
	5	14.13	12.819	0.655	40
	Trampas para el sistema
	1 trampa cada 30 m+ trampa del acarreo+ trampa luego del equipo
	Descargas a presion atmosfericas
	Tipos de valvulas a usar	Tipo	Factor seg	Caudal afectado con FS (kg/hs)	Cantidad	∆P	Trampa	N orificio
	Para acarreo anticipado	IBLV	1.5	700	1	8	212.812	5/32
	Para tuberias principales	IB	3	600
ENZO: ENZO:
Multiplicamos por 0,05 ya que en este caso, debido a la longitud de la tuberia tenemos %% de perdida	1
ENZO: ENZO:
Colocamos una trampa a 150 m, al final de la cañeria, tomando un factor de seguridad de 3	8	211,310,411	7/64
	Para calentador	IBLV	3	12000	1	7.5	216.816	1/2
	Caudal condensado	13300	kg/hs
	Longitud tuberia	150	m
	Diametro tuberia condensado	2	pulg
															DIF de presion entre linea de vapor y retorjo
	AISLACION: Primero, tengo que conocer cuanto estoy dispuesto a perder a traves del diametro de la tuberia
	Diámetro N	Diámetro ext	Diámetro int	Espesor pared	Nº Catálogo
	[pulgadas]	[ cm]	[cm]	[cm]	Schedule		Dif temp	151
	5	14.13	12.819	0.655	40		Q	900	cal/mh	141300
ENZO: ENZO:
Multiplico por longitud	cal/hs
										141.3
ENZO: ENZO:
Perdidas de calor sin aislacion	kcal/hs
	Con aislacion admito perder solo un 15%
	Q	900
	Perdida	15%
	Kacero	50
ENZO: ENZO:
Dato de internet	w/mk
		43.0622009569	Kcal/m.°C.h
	Kperitem	0.071	w/mk
		0.0611483254	Kcal/m.°C.h
	t amb	20	°C
	t vap	176	°C
	T media para entrar al diagrama	98
	he	10	Kcal/m2.°C.h	Experimentales (profe)
	hi	40	Kcal/m2.°C.h
	R1	0.064095	m
	R2	0.07065	m
	L	196.6
ENZO: ENZO:
agregando curvas de dilatacion	
ENZO: ENZO:
De tabla de vapor de ope, ingresando con 9 bar abs de la caldera	
ENZO: ENZO:
Dato de internet		
ENZO: ENZO:
Multiplicamos por 0,05 ya que en este caso, debido a la longitud de la tuberia tenemos %% de perdida						
ENZO: ENZO:
Multiplico por longitud	m
	R3	0.0919098991	m
	Si	39.5874509305
	Se	56.7669649779
	26541	=	26540.9999999999
		Fo	0.0000000001
	e	0.0212598991	m
		21.2598990902	mm
	Dilatacion
	Coeficiente de dilatacion α	1.51E-02	mm/m°C
	T vapor	176	°C
	T ambiente	20	°C
	Longitud	150	m
	Dilatacion	3.53E+02	mm
	Lo podemos solucionar a traves de curvas de dilatacion
	Elijo 3 curvas
	Dilatacion x curva	117.78	mm
	Diametro nominal tuberia	128.19	mm
	Consideramos dilatacion = 125 mm
	W	2.4	m
	Aumento en longitud	36
	Factor 10% para codos	3.6
	Longitud equivalente	39.6	m