calculo serpentin

7/27/2019 Calculo Serpentin

http://slidepdf.com/reader/full/calculo-serpentin 1/310

Diesel 2 R-500 R-6 GN API 34.3 10.6 10.7Grav. Espec.(15ºC) 0.8534 0.9958 0.9951Densidad ((15º) 852.06 994.07 993.11Viscosidad (50ºC) cp 3,9 (*) 1050 627% hidrogeno 14% 11.20% 10.00% 22.49%% carbono 84.00% 85.40% 86.00% 73.20%% azufre 0.70% 1.57% 2.50% 0.00%% O 0.20% 0.34% 0.40% 3.10%% N 1.00% 1.34% 0.85% 1.21%% Ceniza 0.000% 0.05% 0.15% 0.00%PCI (Kj/Kg) 42566 39983 39770 49110.32PCS 45329 42283 42099 53913Densidad (Kg/m3) 853.12 994.6 993.65 0.76

Temp. Bombeo (ºC) 50 45

% Aire 25.00% 25.00% 25.00% 25.00%Heate Duty requerido(MM BTU/h) 0.7 0.7 0.7 0.7Temp gases com (ºC) 450 450 450 450Zt (kmol de O2/ Kg

comb) 0.11 0.10 0.10 0.12Z (kmol de O2/ Kgcomb) 0.13 0.12 0.12 0.15Temp de gases (ºC) 450.00 450.00 450.00 451.00

CO2 10.59% 11.46% 11.86% 8.14%O2 3.98% 4.01% 4.02% 3.88%H20 10.59% 9.02% 8.27% 15.01%SO2 0.033089% 0.079017% 0.129239% 0.000000%N2 74.81% 75.43% 75.72% 72.97%

Total 100.00% 100.00% 100.00% 100.00%

Kg ai re/kg comb 18.14 17.18 16.79 20.06Kg humos/kg comb 19.14 18.18 17.79 21.06Eficiencia (%) 25%

(*) temp 37,8 ºC

120-130 110-120

60-70 50-60

100-110

COMBUSTIBLES

Composic ion de gases

Combustible

Temp. de atomizacionforzada (ºC)Temp. de atomizacionnatural (ºC)Temp. Almacenamiento(ºC)

Caracteristicas

110-120



Diseño de zona convectiva para vapor H-1Metodo LOBO EVANS

1, Datos del crud o

Fluido tratado crudo 18 APICaudal total a calentar (tm/h) 17.33Caudal de crudo a horno H-1(tm/h) 17.33Eficiencia (%) 75%

Vapor a recalentar

Vapor (Kg) 400T in (ºC) 184.22T out (ºC) 223Calor requerido (Kcal/h) 11043

Calor requerido para el crud o

Calor absorbido crudo (MMBTU/h) 4.77 Duty 4.5(Kcal/h) 1202040 6

Calor cedido por el comb (Kcal/h) 1602720 152.96 Kg/hBh 1.04654 25.1170595

Combust ión 2627.47Exceso de aire (%) 25% 2029.5 m3/hTemp. Aire comb (ºC) 20 1194.02 cfm

Combust ib le

R-500

Composición gases de comb. (%vol) CO2 11.4616%H2O 9.0190%O2 4.0082%N2 75.4322%SO2 0.0790%

Poder calorifico inferior (Kcal/Kg) 9514.35 9884.7848

Caracterist icas de los tub os

Diam. Exterior (m) 2" 0.0508 mEspesor (mm) 7

Entre eje (m) 5" 0.125Factor de emision de los muros 0.95 Constante

2, Calculos de combu stion

Densidad de los humos (kg/Nm3) 2.92Caudal de humos kg/Kg comb 18.18Caudal Kg aire/kg combustible 17.18Caudal de combustible (Kg/h) 168.45



Caudal masico humos (Kg/h) 3062.06

DISEÑO DE ZONA CONVECTIVA

Datos de humos

Temp humos (ºC) entrada a zonaconvectiva 340Cp de humos (Kcal/h*kg*ºC) 0.385Perdidas asumidas conveccion (%) 1.0%Presion de los humos (bar) 5

Calor dispon ible (Kcal/h)

Calor disponible (Kcal/h) 400680Calor consumido en convección (Kcal/h)-va or + erdidas 11153.43Temp humos al ambiente (ºC) 331 Calculado

Asumir

Long. De la camara de comb. (m) 3.1 Ancho de zona convectiva (m) 0.9398Numero de filas 6

Numero de tubos 6 Altura de la zona de conveccion (m) 0.5Temp de las paredes estimada (ºK) 608.267837 misma de gasesDistancia entre ejes de dos filas (m) 0.1524

Calculo de coeficiente de transm isión

Temperatura media de humos (ºK) 608.267837Calor especifico (Kcal/Kg*ºK) 0.21Seccion de la zona convectiva (m2) 2.91338Superficie ocupada por los tubos (m2) 0.94488Superficie de paso (m2) 1.9685Flujo masico de humos (Kg/m2*h) 1556

Coeficiente de conveccion - hc 9.33Coeficiente de radiacion de gases - hrg 5.38

Total coeficientes 14.71

Recalculo del area

Superficie de tubos (m2) 2.97Superficie de los muros (m2) 4.0398Coeficiente del muro-hm 41.6910445E (efecto de la radiacion en los muros) 100%Coeficiente global - ho - (Kcal/h*m2*ºC) 29.49Variacion de entalpia 11043Diferencia media de temp (ºC) 131



Superficie requerida (m2) 2.856

Numero de tubos 5.765344 Debe de ser menor q la asumida

H-1 H-2 Total aire2235 2235 4470

1315.0 1315.0 2629.9 Csfm106.8 123

1083.25714 1282.71429 2365.97 Actual

de aire en estas condicione



BD



900052.04 Kw/m2 28.386 Kw/m3

12.4406 Kcal/seg*m2 6.79090909 Kcal/seg*m344786.16 Kcal/h*m2 24447.2727 Kcal/h*m3

0.24657171 0.451706831.54500057 m x 2" 2.83036245 m x 2"



Datos de entrada

Duty total (MMBtu/h) 0.10

U (Btu/h*ft2ºF) 55 Tabla ITemp. In Kerosene (ºF) 163Temp. Out Kerosene (ºF) 104Temp. Ambiente (ºF) 100T.out-T.in 59

Fig 1

P 0.143R 6.54Factor interpolado 0.905 Fig 2

Resultados

Temp. Salida aire (ºF) 109.03LMTD 19.20LMTD correjido 17.38Area de tubo sin aletas (ft2) 107.286166Area elejida (ft2) 201Ancho (ft) 6Long tubo (ft) 6Nº Ventiladores 1Nº tubos por columna 5

Potencia vent (Hp/100 ft2) 1.55 Fig 3

Potencia total ventilador Hp 3.12Potencia real (75%efic) 4.15Nº tubos totales 128

Aletaaltura 5/8 "Espesor 0,002"Conduct termica (BTU/h*ft2(ºF/ft)) 118Numero de aletas por pulg 10

Heavy oil 8-14ºAPI300ºF avg. Temp 6 - 10400ºF avg. Temp 10 - 16Diesel oil 45 - 55Kerosene 55 - 60Heavy nafta 60 - 65

Aero refrigerante de kerosene a tanques- E8A

ProductoCoef. detransf.

Factor de correccion de temp aire 0.98

Tabla I

Calculo de eficiencia de LMTD

De tabla II, para tubosde 1" OD sobre 2 3/8"

arreglo triangulo



Light nafta 65 - 70gasolina 70 -75Light hidrocarbon 75 - 80

0.8

0.85

0.9

0.95

1

1.05

1.1

1.15

1.2

-30 20 70 120

F a c t o r d e c o r r e c c i ó n

Dieferencia de temperaturas del flu

Figura 1: Factor de corrección (t2-t1)



Datos de entrada Datos de entrada

Duty total (MMBtu/h) 0.070 Duty total (MMBtu/h)

U (Btu/h*ft2ºF) 55 U (Btu/h*ft2ºF)Temp. In Kerosene (ºF) 237.2 Temp. In Diesel (ºF)Temp. Out Kerosene (ºF) 212 Temp. Out Diesel (ºF)Temp. Ambiente (ºF) 100 Temp. Ambiente (ºF)T.out-T.in 25.2 T.out-T.in

Fig 1

P 0.23 PR 0.80 RFactor interpolado 0.995 Fig 2 Factor interpolado

Resultados Resultados

Temp. Salida aire (ºF) 131.6951 Temp. Salida aire (ºF)LMTD 108.7201 LMTDLMTD correjido 108.1765 LMTD correjidoArea de tubo sin aletas (ft2) 11.76528 Area de tubo sin aletas (ft2)Area elejida (ft2) 73 Area elejida (ft2)Ancho (ft) 4 Ancho (ft)Long tubo (ft) 6 Long tubo (ft)Nº Ventiladores 1 Nº VentiladoresNº tubos por columna 3 Nº tubos por columna

Potencia vent (Hp/100 ft2) 1.55 Fig 3 Potencia vent (Hp/100 ft2)

Potencia total ventilador Hp 1.13 Potencia total ventilador HpPotencia real (75%efic) 1.51 Potencia real (75%efic)Nº tubos totales 46 Nº tubos totales

Aleta Aletaaltura 5/8 " alturaEspesor 0,002" Espesor Conduct termica (BTU/h*ft2(ºF/ft)) 118 Conduct termica (BTU/h*ft2(ºF/ft))Numero de aletas por pulg 10 Numero de aletas por pulg

Aero refrigerante de reflujo dekerosene - E8B

Aero refrigerante de ref E8C

Calculo de eficiencia de L



II, para

tubos de1" OD

Factor de correccion de temp aire



170 220

ido

del aire

1.5

2

0 20 40 60

f a n p o w

e r ( H p / 1 0 0 f t 2 )

Coeficiente global de transfe

Figura 3 : Coeficiente gobal



Datos de entrada

0.980 Duty total (MMBtu/h) 0.240

45 U (Btu/h*ft2ºF) 60376 Temp. In Solvente (ºF) 308.3275 Temp. Out Solvente (ºF) 104.8100 Temp. Ambiente (ºF) 100101 T.out-T.in 203.5

Fig 1 Fig 1

0.19 P 0.181.93 R 5.44

1 Fig 2 Factor interpolado 0.9 Fig 2

Resultados

152.2596 Temp. Salida aire (ºF) 137.3991198.3732 LMTD 46.49473198.3732 LMTD correjido 41.84526109.7818 Area de tubo sin aletas (ft2) 95.59028

73 Area elejida (ft2) 2014 Ancho (ft) 66 Long tubo (ft) 61 Nº Ventiladores 13 Nº tubos por columna 5

1.51 Fig 3 Potencia vent (Hp/100 ft2) 1.59 Fig 3

1.10 Potencia total ventilador Hp 3.201.47 Potencia real (75%efic) 4.26

46 Nº tubos totales 128

Aleta5/8 " altura 5/8 "0,002" Espesor 0,002"

118 Conduct termica (BTU/h*ft2(ºF/ft)) 11810 Numero de aletas por pulg 10

II, para

tubos de1" OD

lujo de Diesel -Aero refrigerante de Solvente - E8E

TD

II, para

tubos de1" OD



1.03



80 100 120

rencia (BTU/h*ft2*ºF)

de transferencia



Datos de entrada


U (Btu/h*ft2ºF) 70Temp. In Gasolina (ºF) 142Temp. Out Gasolina (ºF) 104.8Temp. Ambiente (ºF) 100T.out-T.in 37.2

Fig 1


Resultados





II, para

tubos de1" OD

Aero refrigerante de gasolina - E8D





Datos de entrada


U (Btu/h*ft2ºF) 8Temp. In Residual (ºF) 289Temp. Out Residual (ºF) 248Temp. Ambiente (ºF) 100T.out-T.in 41

Fig 1


Resultados





Aero refrigerante de crudo reducido - 506



II, para

tubos de1" OD



(T2-T1) fluido02

468

102030406080

100120140160

180200220

Total sistema

Area de tubo sin aletas (ft2) 974.09 Aero refrigArea elejida (ft2) 1330 Nº tubosAncho (ft) 10 Area (ft2)Long tubo (ft) 20 Area extendida (ft2)Nº Ventiladores 2Nº tubos por columna 4

Potencia vent (Hp/100 ft2) 1.51



Figura 1



Factor de corrección (t Fan power (HP/100ft2) Coeficiente U (BTU/hft2ºF)0.8 25 1.5

0.89 30 1.5

0.892 35 1.50.896 40 1.5

0.9 45 1.510.902 50 1.520.92 55 1.55

0.932 60 1.590.946 65 1.650.978 70 1.691.001 75 1.751.03 80 1.81.06 85 1.84

1.086 90 1.91.118 95 1.95

1.142 100 1.971.17 105 1.981.2 110 1.99

115 2120 2125 2

E8A E8B E8C E8D E8E E-506 faltante28 12 29 28 25 143 265

146.61 62.83 151.84 146.61 130.90 748.75 13882341.33 1003.427 2424.949 2341.33 2090.473 11957.50556

Número de tubos

Figura 3



Datos de entrada


U (Btu/h*ft2ºF) 55 Tabla ITemp. In Kerosene (ºF) 179.6Temp. Out Kerosene (ºF) 104.8Temp. Ambiente (ºF) 100T.out-T.in 74.8

Fig 1


Resultados

Temp. Salida aire (ºF) 111.59LMTD 23.84LMTD correjido 17.88Area de tubo sin aletas (ft2) 173.867178Area elejida (ft2) 201Ancho (ft) 6Long tubo (ft) 6Nº Ventiladores 1Nº tubos por columna 5Potencia vent (Hp/100 ft2) 1.55 Fig 3



Heavy oil 8-14ºAPI300ºF avg. Temp 6 - 10400ºF avg. Temp 10 - 16Diesel oil 45 - 55Kerosene 55 - 60

Aero refrigerante de kerosene a tanques- E10-B


ProductoCoef. detransf.

De tabla II, para tubosde 1" OD sobre 2 3/8"

arreglo triangulo

Tabla I




Heavy nafta 60 - 65Light nafta 65 - 70gasolina 70 -75Light hidrocarbon 75 - 80

0.8

0.85

0.9

0.95

1

1.05

1.1

1.15

1.2

-30 20 70 120

F a c t o r d e

c o r r e c c i ó n

Dieferencia de temperaturas del flu

Figura 1: Factor de corrección (t2-t1)



Datos de entrada Datos de entrada

Duty total (MMBtu/h) 0.460 Duty total (MMBtu/h)

U (Btu/h*ft2ºF) 55 U (Btu/h*ft2ºF)Temp. In Kerosene (ºF) 290.5 Temp. In Diesel (ºF)Temp. Out Kerosene (ºF) 194 Temp. Out Diesel (ºF)Temp. Ambiente (ºF) 100 Temp. Ambiente (ºF)T.out-T.in 96.5 T.out-T.in

Fig 1

P 0.21 PR 2.41 RFactor interpolado 0.96 Fig 2 Factor interpolado

Resultados Resultados

Temp. Salida aire (ºF) 139.9794 Temp. Salida aire (ºF)LMTD 120.0509 LMTDLMTD correjido 115.2489 LMTD correjidoArea de tubo sin aletas (ft2) 72.5702 Area de tubo sin aletas (ft2)Area elejida (ft2) 73 Area elejida (ft2)Ancho (ft) 4 Ancho (ft)Long tubo (ft) 6 Long tubo (ft)Nº Ventiladores 1 Nº VentiladoresNº tubos por columna 3 Nº tubos por columnaPotencia vent (Hp/100 ft2) 1.55 Fig 3 Potencia vent (Hp/100 ft2)

Potencia total ventilador Hp 1.13 Potencia total ventilador HpPotencia real (75%efic) 1.51 Potencia real (75%efic)Nº tubos totales 46 Nº tubos totales

Aleta Aletaaltura 5/8 " alturaEspesor 0,002" Espesor Conduct termica (BTU/h*ft2(ºF/ft)) 118 Conduct termica (BTU/h*ft2(ºF/ft))Numero de aletas por pulg 10 Numero de aletas por pulg

+

Aero refrigerante de reflujo dekerosene - E10-C

Aero refrigerante de ref E10-E


Calculo de eficiencia de LMTD Calculo de eficiencia de L

Factor de correccion de temp aire

II, para

tubos de1" OD



170 220

ido

del aire

1.5

2

0 20 40 60

f a n p o w e r

( H p / 1 0 0 f t 2 )

Coeficiente global de transfe

Figura 3 : Coeficiente gobal



Datos de entrada

0.683 Duty total (MMBtu/h) 0.300

45 U (Btu/h*ft2ºF) 60384.1 Temp. In Solvente (ºF) 309.2

320 Temp. Out Solvente (ºF) 104.8100 Temp. Ambiente (ºF) 100

64.1 T.out-T.in 204.4Fig 1 Fig 1

0.20 P 0.181.15 R 5.40

1 Fig 2 Factor interpolado 0.75 Fig 2

Resultados

155.577 Temp. Salida aire (ºF) 137.878224.2345 LMTD 46.58051224.2345 LMTD correjido 34.9353867.68708 Area de tubo sin aletas (ft2) 143.1214

73 Area elejida (ft2) 2014 Ancho (ft) 66 Long tubo (ft) 61 Nº Ventiladores 13 Nº tubos por columna 5

1.51 Fig 3 Potencia vent (Hp/100 ft2) 1.59 Fig 3

1.10 Potencia total ventilador Hp 3.201.47 Potencia real (75%efic) 4.26

46 Nº tubos totales 128

Aleta5/8 " altura 5/8 "0,002" Espesor 0,002"

118 Conduct termica (BTU/h*ft2(ºF/ft)) 11810 Numero de aletas por pulg 10

lujo de Diesel -Aero refrigerante de Solvente - E10-D


Calculo de eficiencia de LMTDTD

0.98

II, para

tubos de1" OD

II, paratubos de

1" OD



80 100 120

rencia (BTU/h*ft2*ºF)

de transferencia



Datos de entrada


U (Btu/h*ft2ºF) 70Temp. In Gasolina (ºF) 138.2Temp. Out Gasolina (ºF) 104.8Temp. Ambiente (ºF) 100T.out-T.in 33.4

Fig 1


Resultados




Aero refrigerante de gasolina - E10-A


II, para

tubos de1" OD




Datos de entrada


U (Btu/h*ft2ºF) 8Temp. In Residual (ºF) 282.2Temp. Out Residual (ºF) 230Temp. Ambiente (ºF) 100T.out-T.in 52.2

Fig 1

P 0.03R 8.69Factor interpolado 1 Fig 2

Resultados




Aero refrigerante de crudo reducido - 506



II, para

tubos de1" OD



Datos de entrada


U (Btu/h*ft2ºF) 45Temp. In Residual (ºF) 251.6Temp. Out Residual (ºF) 104.8Temp. Ambiente (ºF) 100T.out-T.in 146.8

Fig 1


Resultados




Aero refrigerante de diesel a tks - 505



II, para

tubos de1" OD



Total sistema livianos

Area de tubo sin aletas (ft2) 1168.90Area elejida (ft2) 1297Ancho (ft) 14Long tubo (ft) 14Nº Ventiladores 1Nº tubos por columna 6Potencia vent (Hp/100 ft2) 1.51 Residual adicional

Potencia total ventilador Hp (75%) 19.58 Area de tubo sin aletas (ft2)Area elejida (ft2)

Nº tubos totales 354 Ancho (ft)Long tubo (ft)

Aleta Nº Ventiladoresaltura 1/2" Nº tubos por columnaEspesor 0,002" Potencia vent (Hp/100 ft2)Conduct termica (BTU/h*ft2(ºF/ft)) 118Numero de aletas por pulg 10 Potencia total ventilador Hp (75%)

Nº tubos totales

AletaalturaEspesor Conduct termica (BTU/h*ft2(ºF/ft))Numero de aletas por pulg



(T2-T1) fluido Factor de corrección (tFan power (HP/100ft2)0 0.8 252 0.89 30

4 0.892 356 0.896 408 0.9 45

10 0.902 5020 0.92 5530 0.932 6040 0.946 6560 0.978 7080 1.001 75

100 1.03 80120 1.06 85140 1.086 90160 1.118 95

180 1.142 100200 1.17 105220 1.2 110

115120125

Aero refrig E10A E10B E10C E10D E10E E505 adaptadoNº tubos 38 53 22 44 21 178

Area (ft2) 139.28 194.26 80.63 161.27 76.97 652.41 Area extendida (ft2) 2224.263 3102.262 1287.731 2575.463 1229.198 10418.91743

505 actual 506 actual Anchi (ft) 1.5 2.1 0.9 1.7 0.8 7.0

14.0

1127.181199

121416

1.5

17.9923.98

327

1/2"0,002"

11810

Figura 1 Figura 3

Aeros nuevos



Coeficiente U (BTU/hft2ºF)1.51.5

1.51.5

1.511.521.551.591.651.691.751.8

1.841.9

1.95

1.971.981.99

222

E-506 Nuevo327 356

1199.00 65219148.03



1.- Fondo de superficie (Af)

Datos de entrada

Tl = Temperatura media del liquido (ºC): 40

Ts = Temperatura del suelo (ºC) 20Visc = Viscosidad del liquido (cSt, a Temp liq) 1500λs = Conductividad térmica del suelo (Kcal/h*m*ºC) 0.26D = Diametro del tanque (m) 6.1

Rs = Ensuciamiento de serpentin (h*m*ºC/Kcal) 0.006e/λ = Resist entre le suelo y la pared-cemento, asfalto (Kcal/h*m2*ºC) 0.0166

tp 39.99Tp = Temperatura de la Pared (°C): 38.12

%Error: 4.69

Resultados

Temperatura de la pared metalica (ºC) 38.12

Resistencia interna (hl) en Kcal/h*m2*ºC 8.09Coeficiente global (Uf) 0.166

2.- Pared cilindrica vertical mojada en altura Hl

Datos de entrada

Temperatura ambiente (ºC) 10Veloc del aire (Km/h) 12T. pared - T. aire (°C) 28.1Espesor de plancha (ft) 0.02085

Conductividad term de la pared-plancha y/o aislante (Kcal/h*m*ºC)36

Resultados

Coef de conveccion natural (ha)-Kcal/h*m2*ºC 25Coeficiente global (Up) 5.876

3.- Pared cilindrica vertical no mojada y techo At

Datos de entrada

Coeficiente de transmisión vapor-liquido h`l, Kcal/h*m2*ºC 44.8Conductividad térmica del gas (Kcal/h*m*ºC) 0.025Coeficiente de transmisión del gas (hg), Kcal/h*m2*ºC 10Coeficiente de conveccion natural (ha), Kcal/h*m2*ºC 25 Altura total (m) 4.58 Altura mojada (m) 4.16

Resultados

Coeficiente global (Ut) 0.060

4,- Perdidas de calor al ambiente Area del fondo (m2) 29.22 Area del techo (m2) 38.58 Area lateral (m2) 79.78

TK CONSUMO INTERNO

PERDIDAS DE CALOR EN TANQUE DE RESIDUAL



Superficie de perdidas equivalente (m2) 81.01

Calor perdido (Kcal/h) 14280.6

5.- Tiempo de enfriamiento

Datos de entrada

Cantidad almacenada Tk (Kg) 116803.1

Densidad (kg/m3) 960Temperatura del liquido almacenado (ºC) 40Temperatura fria (ºC) 20Cap del combustible (Kcal/kg*ºC) 0.425

Resultados

Tiempo (dias)-para enfriarse a 20ºC 4.8

6.- calculo de la longitud del serpentin

14,280.58Q = Calor entregado por serpentin (Kcal/h) 18,993.17

Tv = Temperatura del vapor (ºC) 166.8Qlat = Calor latente condensación (Kcal/kg) a 169.8°C 489.6M = Cantidad de vapor (Kg/h) 38.8Dt = Diametro del serpentin (m) 0.04089

Cp = Cap del combustible (Kcal/kg*ºC) 0.425k = Conductividad térmica (Kcal/h*m*ºC) 0.0826u = Viscosidad, Pa.S 0.082

DT = Diferencia de Temperatura (°C) 126.8U = Coef. Total de transferencia de calor para el serpentin (Kcal/h*m2*ºC) 64 A = rea del Serpentin de calentamiento, m2 2.340Fs = Factor de Seguridad 1.3L = Longitud del serpentin de calentamiento, m 23.69



(Para suelo seco)

(Valor heurístico) (Tabla v1.7)

( 0.25 in de espesor)

Del grafico (pg 1428)(En este caso no hay aislamiento)

( h'l=2.8*(T. Liq.-T. fase gas.), donde (T. Liq.-T. fase gas.) usualmente varia entre 0.6 y 0.8 vec(Valor heurístico)(Valor heurístico)



136800

(es igual al calor perdido por el producto almacenado)

(Temperatura para vapor saturado a 100 psig es 166.8°C)

( 1 1/2" in Sch 40)

(Dato heurístico)



es la temperatura del liquido almacenado)



PERDIDAS DE CALOR EN TUBERIAS

DATOS DE ENTRADA

Conductividad del aislamiento (Kcal/h*m2*ºC) 0.05

Conductividad del liquido o vapor (Kcal/h*m2*ºC) 0.024Conductividad del tubo (Kcal/h*m2*ºC) 38.5Conductividad del aire (Kcal/h*m2*ºC) 0.022 0,021 a 0ºC y 0,027 a 100ºCCapacidad calorifica (Kcal/kg*ºC) 0.48Flujo (Kg/h) 100Temperatura fluido (ºC) 150Densidad del fluido (g/cm3) 0.001036Viscosidad (Po) del fluido 0.00014Temperatura del aire (ºC) 15D interno (cm) 5.25D externo (cm) 6.2Espesor de aislante (cm) 3D aislante (cm) 12.2Temperatura del aire en la pared del tubo (ºC) 30

Conductividad del aire (Kcal/h*m2*ºC) a t en pared 0.023Viscosidad del aire (Po) 0.00018Calor especifico del aire (Kcal/kg*ºC) 0.25

1,- Conveccion forzada

Velocidad (cm/seg) 1238.59191Reynolds 48119.2958Prandal 1.09963636Nusset 155Resistencia interna tubo 0.2684231

2.- Conduccion a traves del tubo

Resistencia a travez de la pared 0.00216

3,- Conduccion a traves del aislante

Resistencia a travez del aislante 6.76126725

4,- Conveccion natural

Densidad del aire en la pared del tubo (gr/cc) 0.0012Gr/(Temp pared- Temp aire)=Gr1 246896.21Prandall 0.70Gr1*Pr 173900.811/ha*d aislante/(&T aire)^0,25= 4.53

&tv+&Taisl+&Ta 135&Tv/&Ta^1,25 = 0.06&T ais/&Ta^1,25 = 1.49&Ta*(1-&Ta^0,25) = 87.00&Ta (ºC) = 29 calcular de lo anterior

Calor perdido (Kcal/h*m) 46.67 4904667 9.5244898



Tubos de cobre de 1/2" de diametro

Datos de entrada

Diam. de tuberia a calentar 3Temp a mantener (ºF) 320Espesor de recubrimiento (in) 1.50Cond termica de la lana (Btu/h*ft(ºF/ft)) 0.033Veloc viento (m/h) 20Temp. Min aire (ºF) 20Longitud de linea (ft) 100Presion vapor (psi) 150Temp. Del vapor (ºF) 366

Asumir ha del tubo (Btu/h*ft2) 4

Calculo del calor total

Caida de presion (psi) 5Nueva temp de vapor (ºF) 363Temp prom vapor (ºF) 364.5Temp prom vapor-tubo (ºF) 342.25

Diametro interno del aislante (pulg) 4Constante 1 0.37Constante 2 7.33Temp superficie del aislante (ºF) 35.50

Calor perdido (Btu/h*ft2) 113.65

Calentamiento de tuberias de residual



Requerimiento de vapor

A-B 50 45 1 Vapor requerido Tk 32 T3B-C 25 35 1 Vapor requerido Tk 32 T4

A-X 3661 20 4 Vapor requerido Tk 32 T4AX-Y 454 300 2 Vapor requerido Tk 32 T4BX-E 3207 130 4 Intercambiador E-12E-K 636 40 2 Blow DownK-D1 409 33 2 Tracer a P3/4D1-D2 154 25 2 Tracer a segundo manifoldD2-D4 109 25 2 Tracer tanques 32T3 y 4D4-D6 58 25 2 Tracer a tanques 32T4A y BE-F 2526 50 3 Tracer a despachoF-I 764 50 2 Vapor a hornosF-J 1344 50 3 Vapor caldera y tanq residualI-T3 382 10 2 D1

I-T4 382 10 2 D2J-T4A 346 10 2 D4J-T4B 998 30 2 D6

Purgas y perdidasTracers Toatal a 150 psi vapor saturadoE-P3/4 45.4 50 1/2 BHP calderaF-E 18 50 1/2F-despach 45.3 150 1/2F-I 45.3 50 1/2I-T3 22.5 10 1/2I-T4 22.8 10 1/2F-J 132 50 1/2J-T4A 68 10 1/2J-T4B 68 30 1/2

1/2 410 691 80 142 558 943 100 184 150 26

Diametro(pulg)

Long (m) Nº tubos

FLUJOS DE VAPOR

TramoFlujo(Kg/h)

Longitud(m)

Diametro(pulg)



Kg/h

382382

346.000998.000454.00050.00045.40018.000

45.313245.3227120255

45515857

3711209



PERDIDAS DE CALOR EN TANQUE


Datos de entrada

Temperatura media del liquido (ºC): 90Temperatura del suelo (ºC) 20Viscosidad del liquido (cSk a Temp liq) 2500Conductividad termica del suelo (Kcal/h*m*ºC) 0.26 suelo secoDiametro del tanque (m) 6.1Ensuciamiento de serpentin (h*m*ºC/Kcal) 0.0006 (tabla v1,7residuales

Resist entre le suelo y la pared-cemento,asfalto (Kcal/h*m2*ºC) 0.0166SOLVERtp 89.76Tp 88.337674

1.4223263

Resultados

Temperatura de la pared metalica (ºC) 88.337674Resistencia interna (hl) en Kcal/h*m2*ºC 6.5461611Coeficiente global (Uf) 0.1656906

2.- Pared cilindrica vertical mojada en altura Hl

Datos de entrada

Temperatura ambiente (ºC) 10Veloc del aire (Km/h) 10T. pared - T. aire 78.337674

Espesor de plancha (ft) 0.02085Conductividad term de la pared-plancha y/oaislante (Kcal*ft/h*m2ºC) 36

Resultados

Coef de conveccion natural (ha)-Kcal/h*m2*ºC 25 Del grafico (pg 1428)Coeficiente global (Up) 5.1562218

3.- Pared cilindrica vertical no mojada y techo At

Datos de entrada

Coeficiente de transmicion vapor-liquido h`l 75.6Conductividad termica del gas (Kcal/h*m*ºC) 0.025Coeficiente de transm del gas (hg) (Kcal/h*m2*º 9Coeficiente de conveccion natural (ha) 25 Altura total (m) 4.58 Altura mojada (m) 4.12

Resultados


4,- Perdidas de calor al ambiente

Area del fondo (m2) 29.224734

TK ACEITE CRUDO



Area del techo (m2) 39.453391 Area lateral (m2) 78.906782Superficie de perdidas equivalente (m2) 80.260279


5.- Tiempo de enfriamiento

Datos de entrada

Cantidad almacenada Tk (Kg) 117926.19

Densidad (kg/m3) 980Temperatura del liquido almacenado (ºC) 90Temperatura fria (ºC) 50Cap. del combustible (Kcal/kg*ºC) 0.425 0.4617

Resultados

Tiempo (dias)-para enfriarse 5ºC 3.50

6.- calculo de la longitud del serpentin

Consideremos conveccion natural

Datos de entrada

Diametro del tubo (mm) 52Temperatura Agua Caliente (ºC) 168Capacidad Calorifica (Kcal/Kg*K) 0.45Conductividad termica del Liquid(Kcal*m/h*m2*ºC)

0.078515

Viscosidad (Pa*seg=cp/1000) 0.082 0.082Calor latente (Kcal/kg) 490.45

Coeficiente de transferencia

Asumir coeficiente36.8

Us (coef global calentamiento)-Kcal/h*m2*ºC 65.00 13.32 BTU/hft2ºFRecomendado 15-30

Longitud del tubo (m) 39.97 0.2717

Area minima requerida (m2) 6.53

Cantidad de Agua caliente (tn/h) 2.943 (95-70)ºC

Calor para calentar de 60 a 70ºC 10441.381 Kcal1.6075138 m28.4856774 m21.289389 Kg/h

Requerimiento de vapor Kg/hVapor requerido Tk 32 T3 382Vapor requerido Tk 32 T4 382Vapor requerido Tk 32 T4A 346.000Vapor requerido Tk 32 T4B 998.000Intercambiador E-12 454.000Blow Down 50.000Tracer a P3/4 45.400Tracer a segundo manifold 18.000Tracer tanques 32T3 y 4 45.3Tracer a tanques 32T4A y B 132

Tracer a despacho 45.3



Vapor a hornos 227Vapor caldera y tanq residual 120D1 255D2 45D4 51D6 58Purgas y perdidas 57Toatal a 150 psi vapor saturado 3711BHP caldera 209



DE RESIDUAL



Vapor Saturado44.1 Psig

Asumiendo Pv = 100 Psig

Tv = 164 ºCCalor Latente = 2068.1 KJ/KgCap. Calorifica = 4.19 KJ/KgºC

Agua Caliente Req. = 2.9429 TM/h11771 Kg/h 12.0116767 m3/h

Delta T = 50 ºC

Qagua = 2E+06 KJ/h

m vapor = 1192.5 Kg/h Para los 4 Tanques de aceite2623.4 Lbh




Datos de entrada

Tliq = Temperatura media del liquido (ºC): 80Ts = Temperatura del suelo (ºC) 10

Visc = Viscosidad del liquido (cSt, a Temp liq) 1λs = Conductividad térmica del suelo (Kcal/h*m*ºC) 0.26 (Para suelo seco)D = Diametro del tanque (m) 2.8

Rs = Ensuciamiento de serpentin (h*m*ºC/Kcal) 0.006 (Valor heurístico) (Tabla v1.7)e/λ = Resist entre le suelo y la pared-cemento, asfalto (Kcal/h*m2*ºC) 0.0166

tp 79.99

Tp = Temperatura de la Pared (°C): 79.75

%Error: 0.30

Resultados

pared = Temperatura de la pared metalica (ºC) 79.75

hl = Resistencia interna en (Kcal/h*m2*ºC) 47.49

Coeficiente global (Uf) 0.366

2.- Pared cilindrica vertical mojada en altura (Hl)

Datos de entrada

Ta = Temperatura ambiente (ºC) 3V vi = Veloc del aire (Km/h) 12

T. pared - T. aire (°C) 76.7ec = Espesor de plancha (ft) 0.02085 ( 0.25 in de espesor)

λc =Conductividad termica de la pared-plancha y/o aislante (Kcal/h*m*ºC)

36El cálculo no considera aislamiento.

PERDIDAS DE CALOR EN TANQUE DE AGUA CALIENTE



Resultados

ha = Coef de conveccion natural (Kcal/h*m2*ºC) 27 Del grafico (pg 1428)

Coeficiente global (Up) 15.463

3.- Pared cilindrica vertical no mojada y techo (At)

Datos de entrada

h`l = Coeficiente de transmisión vapor-liquido (Kcal/h*m2*ºC) 89.6λg = Conductividad térmica del gas (Kcal/h*m*ºC) 0.025 (Valor heurístico)hg = Coeficiente de transmisión del gas (Kcal/h*m2*ºC) 10 (Valor heurístico)ha = Coeficiente de conveccion natural (Kcal/h*m2*ºC) 27H = Altura total (m) 4.58Hl = Altura mojada (m) 4.16

Resultados


4,- Perdidas de calor al ambiente Area del fondo (m2) 6.16 Area del techo (m2) 10.09 Area lateral (m2) 36.62Superficie de perdidas equivalente (m2) 36.81


5.- Cálculo de la longitud del serpentin

96,000.00Qs = Calor entregado por serpentin (Kcal/h) 96,000.00

KJ/h 401,280.00 Dt = Diametro del serpentin (m) 0.0525 ( 2" in Sch 40) 2

Cp = Cap del combustible (Kcal/kg*ºC) 0.425

k = Conductividad térmica (Kcal/h*m*ºC) 0.0826



u = Viscosidad, Pa.S 0.082LMTD = Diferencia Media Log. de Temperatura (°C) 68.5

U = Coef. Total de transferencia de calor para el serpentin (Kcal/h*m2*ºC) 62 (Valor heurístico) 64A = rea del Serpentin de calentamiento, m2 22.617L = Longitud del serpentin de calentamiento, m 137.13 ( 2 filas de 65 mts arriba y abajo)

Cp agua : 1.00 Kcal/Kg CFlujo Másico : 20064.0 Kg/h

Densidad : 1050 Kg/m3Flujo Vol. Agua Prod. : 19 m3/h Agua Prod. Crud

120 BPH T in, °F 180 682880 BPD T out, °F 160 12

84 gpm

Velocidad (ft/s) : 8.6 ft/s



-74-1.08168.461




Datos de entrada

Tliq = Temperatura media del liquido (ºC): 60Ts = Temperatura del suelo (ºC) 3

Visc = Viscosidad del liquido (cSt, a Temp liq) 800λs = Conductividad térmica del suelo (Kcal/h*m*ºC) 0.26 (Para suelD = Diametro del tanque (m) 6.1

Rs = Ensuciamiento de serpentin (h*m*ºC/Kcal) 0.006 (Valor heur e/λ = Resist entre le suelo y la pared-cemento, asfalto (Kcal/h*m2*ºC) 0.0166

tp 59.97

Tp = Temperatura de la Pared (°C): 57.35

%Error: 4.37

Resultados

pared = Temperatura de la pared metalica (ºC) 57.35hl = Resistencia interna en (Kcal/h*m2*ºC) 11.17

Coeficiente global (Uf) 0.167

2.- Pared cilindrica vertical mojada en altura (Hl)

Datos de entrada

Ta = Temperatura ambiente (ºC) 3

V vi = Veloc del aire (Km/h) 12T. pared - T. aire (°C) 54.4ec = Espesor de plancha (ft) 0.02085 ( 0.25 in de

λc = Conductividad termica de la pared-plancha y/o aislante (Kcal/h*m*ºC) 36El cálculo no considera aislamiento.

Resultados

ha = Coef de conveccion natural (Kcal/h*m2*ºC) 27 Del grafico

Coeficiente global (Up) 7.512

3.- Pared cilindrica vertical no mojada y techo (At)

Datos de entrada

h`l = Coeficiente de transmisión vapor-liquido (Kcal/h*m2*ºC) 67.2λg = Conductividad térmica del gas (Kcal/h*m*ºC) 0.025 (Valor heur hg = Coeficiente de transmisión del gas (Kcal/h*m2*ºC) 10 (Valor heur ha = Coeficiente de conveccion natural (Kcal/h*m2*ºC) 27H = Altura total (m) 4.58Hl = Altura mojada (m) 4.16

PERDIDAS DE CALOR EN TANQUE DE RESIDUAL



Resultados


4,- Perdidas de calor al ambiente Area del fondo (m2) 29.22 Area del techo (m2) 38.58 Area lateral (m2) 79.78Superficie de perdidas equivalente (m2) 80.74


5.- Cálculo de la longitud del serpentin

96,000.00Qs = Calor entregado por serpentin (Kcal/h) 96,000.00

KJ/h 401,280.00 Dt = Diametro del serpentin (m) 0.105 ( 2" in Sch

Cp = Cap del combustible (Kcal/kg*ºC) 0.425k = Conductividad térmica (Kcal/h*m*ºC) 0.0826u = Viscosidad, Pa.S 0.082

LMTD = Diferencia Media Log. de Temperatura (°C) 61.4U = Coef. Total de transferencia de calor para el serpentin (Kcal/h*m2*ºC) 62 (Valor heur A = rea del Serpentin de calentamiento, m2 25.207L = Longitud del serpentin de calentamiento, m 76.42 ( 2 filas de

Cp agua : 1.00 Kcal/Kg CFlujo Masico : 20064.0 Kg/h

Densidad : 1050 Kg/m3Flujo Vol. Agua Prod. : 19 m3/h

120 BPH2880 BPD84 gpm



seco)

ístico) (Tabla v1.7)

espesor)

(pg 1428)

ístico)ístico)

calculo serpentin

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