torres de platos - materias.fi.uba.armaterias.fi.uba.ar/7605/archivos/unidad 3 - torres de...
TRANSCRIPT
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Torres de Platos
1 Facultad de Ingenieria - UBA
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Torres de Platos
2 Facultad de Ingenieria - UBA
• Tipos de Platos
• Capuchas
• Válvulas
• Perforados
• Patrón de Flujo: cruzado. • Los platos pueden ser de más de un paso (hasta 4) según el
diámetro de la torre. • Materiales: en general de acero inoxidable u otros materiales
resistentes a la corrosión y abrasión, también los hay de acero al carbono.
Facutad de Ingenieria - UBA 3
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Facutad de Ingenieria - UBA 4
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Capucha
Facutad de Ingenieria - UBA 5
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Válvula en Jaula
Facutad de Ingenieria - UBA 6
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Válvula Flotante
Facutad de Ingenieria - UBA 7
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Válvula Fija
Facutad de Ingenieria - UBA 8
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Facutad de Ingenieria - UBA 9
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Facutad de Ingenieria - UBA 10
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Operación Satisfactoria
Se diseña para inundación por arrastre y se verifica el resto de los límites
Facutad de Ingenieria - UBA 11
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Operación Satisfactoria
Facutad de Ingenieria - UBA 12
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Diseño (flujo cruzado simple)
Definiciones: At: área de la sección
transversal total de la columna
4
2DAt
Aa: área activa
At = Aa + 2Ad
Ad: área de un conducto descendente (bajante)=10-12%An
An: área neta para flujo de vapor
An = Aa + Ad = At – Ad
Lw
Facutad de Ingenieria - UBA 13
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Diseño (cont.)
Ah: área de los orificios o perforaciones
)4
(2
0dnA nesperforacioh
a
h
A
A
activaárea
nperforacióárea
t: espaciado entre platos (depende del diámetro, generalmente hasta 1,5 m se usa 18”. 24” es lo más común para torres mayores.
Facutad de Ingenieria - UBA 14
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Diseño (cont.)
• Arrastre:
• Se determina un Unf (velocidad neta de inundación), utilizando gráficas o correlaciones para obtener el factor de capacidad (Csb).
• Sistemas no espumosos • hw<0,15 t • Ah/Aa>=0,1 • 1/8”<dh<=0,5”
Se determina el Nh=Ah/Ao
Se propone un Lay Out tomando distancias entre orificios de 2,5 a 4 dh
Se adopta Lw/D=0,6-0,8 e/dh=0,4-0,7 (e: espesor de plato)
Un= 0,7-0,8 Unf An= Qgas/Un
Facutad de Ingenieria - UBA 15
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Diseño (cont.):
• Inundación por bajante
hgdaowwtdc hhhhhh
hdc: altura del líquido en el bajante
ht: caída total de presión a través del plato
hw: altura del vertedero en la salida del plato
how: altura de la cresta sobre el vertedero
hda: pérdida de carga debido al flujo del líquido
hhg: gradiente de altura del líquido a través del
plato
hdc
hda
Facutad de Ingenieria - UBA 16
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Diseño (cont.):
• Inundación por bajante
hgdaowwtdc hhhhhh
w
w
ow FL
qh *664
3/2
q: flujo del líquido (m3/s)
Lw: longitud del vertedero (m)
hhg= dato de fabricante (válvulas y capuchas), en general para platos de orificios es 0.
2
2,165
wda
da
A
qh
Ada: área bajo el conducto
)2/1(´hgowwdLdt hhhhhhh
hl: altura de liquido
claro.
B=factor de aeración
Facutad de Ingenieria - UBA 17
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Diseño (cont.):
• Inundación por bajante
• Factor de Corrección para how
Facutad de Ingenieria - UBA 18
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Diseño (cont.):
• Inundación por bajante (determinación de ht)
)2/1(´hgowwdLdt hhhhhhh
• Factor de Aireación
Facutad de Ingenieria - UBA 19
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Diseño (cont.):
• Inundación por bajante (determinación de ht)
)2/1(´hgowwdLdt hhhhhhh
• hd_= pérdida de carga en el plato seco. Depende del tipo de planto y es función de Uh (velocidad de gas en el orificio).
hd: caída de presión a través del agujero del plato
2
21 h
L
G
d UKKh
velocidad del
gas a travésde lasperforaciones
K1, K2 surgen de correlaciones dependiendo del tipo de plato o de datos de fabricante
Facutad de Ingenieria - UBA 20
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Diseño (cont.):
• Inundación por bajante
Ya tenemos todos los términos de la ecuación de hdc
hgdaowwtdc hhhhhh
Se requiere que la altura de líquido en el downcomer sea menor a t (espaciamiento entre platos), pero atención el líquido en el conducto de bajada puede contener espuma entonces se debe corregir hdc.|
/´ dcdc hh Factor de espuma, depende del sistema. Sale de correlaciones y gráficos. (0,5 para cálculos prelim.)
th dc´ El plato no se inunda
Facutad de Ingenieria - UBA 21
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Diseño (cont.):
• Verificación del lagrimeo
lsuperficiatensión σ )*/(409´ hL dh
Facutad de Ingenieria - UBA 22
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
Operaciones Unitarias de Transferencia de Materia
• Diseño (cont.):
• Verificación de arrastre fraccionario
1,0