Diseño de Plantas Agroindustriales(AI-545)

SESIÓN 8: DISEÑO Y SELECCIÓN DE EQUIPOS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METALURGIA

E.F.P. INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

Introducción En el marco de un proyecto ya sea de inversión pública o privada, se tiene el capitulo de ingeniería del proyecto, el cual se desarrolla para dimensionar y distribuir la estructura física de la planta lo cual se consigue, primero, mediante el dimensionamiento y diseño de equipos.

Proyectos

Inv. Pública

Inv. Privada

Ingeniería del Proyecto- Descripción del proceso.- Balance de Materia.- Balance de Energía.- Diagrama de flujo cuantitativo.- Dimensionamiento- Diseño de Equipos.

Dimensionamiento Información Requerida:Del Balance de Materia:

- Flujos de entrada y salida en cada etapa del proceso.- Volumen operativo de los equipos o maquinarias. - Áreas mínimas operativas de equipos o maquinarias.

Del Balance de Energía:- Energía eléctrica o potencia requerida en Kw-h, Hp.- Flujo de vapor requerido en lb/h, kg/h.- Combustible requerido.

Diseño de Equipos

Pasos básicos:

Descripción breve y concreta de las características:- Mecánica, físicas, - Tipo, modelo.

Establecer y fijar las bases mínimas. (grado de libertad).

Ejemplo de diseño de equipos:

Diseño de un elevador de cangilones:

Son elevadores con cestas y cubas se usa para transportar productos en forma vertical, son bandas modificadas a las cuales se adosan los cangilones, cubas o recipientes en los cuales se transportan los sólidos.

Ecuaciones de Diseño:

N = 30/√R .……. (1) ν = 2πNR …….. (2)Cap = νncf ……. (3)P = (10 + L)(1,1Cap)/(770w) …… (4)

Donde:N : Velocidad angular de descarga (rpm).R : Radio efectivo (m). ν : Velocidad (m/min).Cap : Cantidad de material elevado (Ton/h, Kg/h).P : Potencia para mover una noria vertical (cv).

Diseño de un elevador de cangilones

1.-Diseñar un transportador de cangilones para elevar 50 Tn/h de arroz 30 ft.

Densidad del material 750 Kg/m3

Radio efectivo 0,25 m

a).- Determinar la potencia para mover el cangilón

b).- Espacio entre cangilones o cuantos cangilones por m

c).- Determinar el volumen de cada uno de los capachos y el tipo de material.

A. Cálculo de la velocidad (ν) en m/s:

De la ecuación (1) : N = 30/√0,25 = 60 rpm En la ecuación (2):ν = 2π(60rpm)(0,25) = 94,25

m/min

B. Cálculo de capacidad de capacho (c) en Kg/capacho:

Considerando : n = 4 capachos/m y f = 0,65

De la ecuación (3):

c = (50000 kg/h)/[(94,25 m/min)(4 capachos/m)(0,65)]

c = 3,4 kg/capacho

C. Determinación de las características del capacho:

Cálculo del volumen del capacho o cangilón:

vol. = c/ρ = (3,4 Kg/capacho)/(750 Kg/m3 )vol. = 0,00453 m3 = 4,53 dm3

Con este volumen en tabla, para un cangilón tipo “A”:

Capacidad : 5,49 dm3

Longitud : 30,48 cmAncho (w) : 17,78 cmProfundidad : 18,41 cm

D. Cálculo de la longitud de la faja:

Long. = πD + 2L = π(0,50m) + 2(9,144m) = 19,86 m

Características del motor :

P = (10 + L)(1,1Cap)/(770w)P= (10 + 19,86)(1,1x5000)/770 = 213,3 w

1750 rpm, 220 v, trifásico y 60 Hz.Moto reductor de 1750 rpm a 60 rpm relación de reducción de 29 : 1

Diseño de un I.C. de placas

Objetivos

Determinar el área de transferencia de calor del intercambiador de calor.

Calcular el número de placas Especificar el tipo de material del

intercambiador de calor.Especificar el tipo de fluido de calefacción.

1. 1. Balance de Materia )1..(.......... se masasmasas

2.- Balance de Energía )2...().........( sepcc TTCWQ

)3...().........( espff TTCWQ

)4.(....................2 1TAUQ p

3. Determinación de NUT y Área

)5(......................2T

TTTUN se

)6.........(..........2

..pcc

p

CW

AUTUN

4. Determinación de características de las placas.

Longitud, ancho, espesor, espacio entre placas

5. Condiciones de operación.

Presión, temperaturas, flujos, arreglo.

6. Material de construcción del equipo.

Placas de acero inoxidable.Estructura de Acero.

Especificaciones y Selección de Equipos y Maquinarias

Especificaciones de los equipos (1/2)

Características físicas, químicas de los materiales que se tratan en el equipo.

Características físicas, químicas y mecánicas de los materiales de construcción de los equipos.

Condiciones físicas, químicas y técnicas en las que deben operarse los equipos.

Instrumentos de control de las condiciones de operación o proceso.

Medios de seguridad contra imprevistos operacionales.

Especificaciones de los equipos (2/2)

Accesorios indispensables con los debe contar cada equipo.

Establecimiento de requerimientos como capacidad, potencia, suministros auxiliares y sus correspondientes condiciones de servicio.

Otras características especiales que deben complementar los equipos especificados.

1. Requerimientos básicos:-Proceso.

- Producto.- Capacidad.

-Condiciones de operación y/o proceso:

2. Características de los equipos:

3. Procedencia y costos:

4. Repuestos y uniformidad:

5. Flexibilidad de equipos:

CO

NS

IDE

RA

CIO

NE

S

GE

NE

RA

LE

S

Gracias