Revisión de flujo bifásico
Fecha de entrega: 05/04/2019
Profesor: Carlos Tippmann
Alumnos: Carla Araya, Fernanda Zambrano, Elena Oyarzún.
1. Balance de materia en el tope
Columna E-300
Corrientes
Fracción de vapor
Flujo (kg/h)
Caudal (m3/h)
Temperatura (°C)
Presión (bar)
Densidad (kg/m3)
Entalpía (kJ/kg)
Alimentación a
columna
E-300
0,000
12653,136
15,204
86,059
2,168
832,201
656,684
A
condensador
C-301
1,000
19796,686
3672,406
105,428
2,068
5,391
1149,838
A acumulador
F-300
Reflujo
Destilado
0,000
19796,686
23,101
38,000
2,068
856,951
658,317
0,000
11933,113
13,925
38,000
2,010
856,951
658,317
0,000
7863,573
9,176
38,000
2,010
856,951
658,317
Columna E-301
Corrientes
Fracción de vapor
Flujo (kg/h)
Caudal (m3/h)
Temperatura (°C)
Presión (bar)
Densidad (kg/m3)
Entalpía
Alimentación
a columna
E-301
0,0289
4789,563
25,520
155,043
213,164
187,678
685,288
A condensador C303
A acumulador
F-301
Destilado
Fondo
1,000
6710,293
1133,700
137,607
2,068
5,9189
689,909
0,000
6710,293
7,873
38,000
2,068
852,308
163,435
0,000
4037,450
4,737
38,000
2,020
852,308
163,435
0,000
2672,843
3,136
38,000
2,020
852,308
163,435
2. Condensadores C-301 y C-3003
En la gran mayoría de columnas de destilación, el rehervidor es parcial pero el condensador puede
ser total o parcial. En el área 300 del proyecto, se consideró en el diseño de los condensadores que
éstos fueran condensadores totales. Un condensador es total cuando todo el vapor del tope de la
columna es completamente condensado.
Por lo tanto, las alturas de los intercambiadores sobre el nivel de piso fueron calculadas sin
considerar un flujo bifásico. Dando como resultado una altura de 1,80 m y 1,768 m, respectivamente.
3. Acumuladores de tope F-300 y F-3001
Por lo tanto, las alturas de los intercambiadores sobre el nivel de piso fueron calculadas sin
considerar un flujo bifásico. Dando como resultado una altura de 1,370 m y 1,420, respectivamente.
4. Ejemplo de cálculo del NSPHa
Para el recipiente F-300, la altura de la falda o en este caso, de los soportes del recipiente dependen
de la altura que requiere la bomba para su correcto funcionamiento. Para esto, se calcula el NPSH
de la bomba, el cual está dado por:
𝑁𝑃𝑆𝐻𝐴=𝑃𝐸𝛾+ℎ𝑠−𝑃𝑣𝛾−ℎ𝑝é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎
Donde,
𝛾= peso específico del líquido (kN/m3)
𝑃𝐸= presión absoluta a la entrada de la bomba (kPa)
𝑃𝑣= presión de vapor líquido a la T de bombeo (kPa)
ℎ𝑠= diferencia de elevación desde el nivel del fluido a la línea central de la entrada de succión de la
bomba (m)
ℎ𝑝é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎= pérdida de carga en la línea de succión (m)
Además,
𝑃𝐸=ϒℎ𝑠,
donde hs es la altura mínima de líquido. Como pérdida de carga se supondrá 0,5 m [5].
𝑁𝑃𝑆𝐻𝐴=2ℎ𝑠 −2,71−0,5
𝑁𝑃𝑆𝐻𝐴=2ℎ𝑠 −3,21
Seleccionando un valor medio de NPSHR de 1,524 m se obtiene:
𝑁𝑃𝑆𝐻𝐴>1.1𝑁𝑃𝑆𝐻𝑅 2ℎ𝑠 −3,21>1,676 ℎ𝑠 >2,44 𝑚
Y como la altura del HLL es 1,07 m, la altura de los soportes debe ser, al menos: ℎ=1,37 𝑚