En el presente trabajo se diseñó un enfriador por aire de tiro inducido para efectuar el enfriamiento de una corriente de etanol. También se efectuó un estudio de sensibilidad para evaluar la influencia que presenta el incremento de tanto la temperatura del aire ambiente como la temperatura de entrada del etanol sobre tres parámetros de diseño. La relación porcentual entre el área proyectada por el ventilador y el área frontal (f) tuvo un valor de 43,13 %, el cual es superior al 40 % por lo que se establece que el diseño realizado es efectivo. La caída de presión total calculada para la corriente de etanol fue de 3 785,64 Pa, la cual no sobrepasa el límite máximo permisible establecido por el proceso (10 000 Pa). La potencia calculada de cada uno de los motores acoplados a los ventiladores alcanzó un valor de 897 W. Se sugiere operar a la menor temperatura posible del aire de entrada, y que la temperatura de alimentación del etanol al equipo se conserve en el valor establecido por el proceso (80 ºC) para que el parámetro f se mantenga superior al 40 %, y la potencia del motor no se incremente hasta alcanzar valores elevados.

Shell and tube heat exchangers are the most common type of heat exchangers, and are applicable for a wide range of operating temperatures and pressures. In the present work the thermo-hydraulic rating of a shell and tube heat exchanger was carried out, in order to perform the condensation of a methanol stream using water as coolant. The overall heat transfer coefficient for both the sensible-heat and latent-heat zone had values of 166.41 W/m2.K and 1,198.39 W/m2.K, respectively; while the required total heat transfer area and percent excess area had values of 38.08 m2 and 3.05 %, respectively. The pressure drops of methanol and water streams reached the values of 51,490.84 Pa and 2,890.50 Pa, respectively. The proposed shell and tube heat exchanger can be employed satisfactorily for the demanded heat transfer service, since the calculated percent excess area does not exceed 25%, and the pressure drop of the water stream does not exceed the value of 80,000 Pa.

La transferencia de calor entre fluidos es una parte esencial de la mayoría de los procesos químicos. En el presente trabajo se efectuó el diseño térmico de un intercambiador de calor de tubo y coraza para realizar el enfriamiento de una corriente de metanol desde 60 hasta 30 ºC, utilizando agua a 5 ºC como agente de enfriamiento. El equipo diseñado tendrá un diámetro de la coraza de 0,39 m, un paso de los tubos de 0,0254 m, un numero de deflectores de 26, un espaciado de los deflectores de 0,186 m, un numero de tubos de 124, una superficie de sobrediseño (SSD) de 26,25 % y una longitud calculada (LC) de 3,71 m. Las caídas de presión calculadas fueron de 3972,93 Pa y 3099,59 Pa para el agua y el metanol, respectivamente. El intercambiador de calor de tubo y coraza diseñado es adecuado para el servicio demandado, debido a que la SSD no supera el 40%; se cumple que Lc < LT; y los valores calculados de las caídas de presión no son superiores a la caída de presión máxima permisible para ambas corrientes. Por último, el equipo diseñado tendrá un costo preliminar de USD $ 41 800.

En el presente trabajo se efectuó el diseño térmico de un intercambiador de calor de doble tubo con tubos aleteados para efectuar el enfriamiento de metanol. Se realizaron además dos estudios de sensibilidad para determinar la influencia que presenta un incremento de tanto el caudal de alimentación (mc) como la temperatura de entrada del metanol (T1) sobre cuatro parámetros de diseño del intercambiador. El intercambiador de calor diseñado tendrá una eficiencia de la aleta de 0,236, un factor de limpieza de 0,60, un área de transferencia de calor bajo condiciones de ensuciamiento de 20,53 m2 y un número total de horquillas igual a tres para cumplir con la demanda térmica del sistema. Tanto la caída de presión calculada del agua de enfriamiento (5 880,39 Pa) como la del metanol (70 711,91 Pa) se encuentran por debajo de los límites máximos fijados por el proceso. Se necesita una potencia de bombeo de 17,52 W y 160,62 W para impulsar el agua de enfriamiento y el metanol respectivamente. Se recomienda que mc no supere los 5 800 kg/h, mientras que T1 puede incrementarse hasta 80 ºC sin que esto afecte negativamente la caída de presión del agua de enfriamiento, aunque esto incrementa la potencia de bombeo del agua de enfriamiento. En el presente trabajo se efectuó el diseño térmico de un intercambiador de calor de doble tubo con tubos aleteados para efectuar el enfriamiento de metanol. Se realizaron además dos estudios de sensibilidad para determinar la influencia que presenta un incremento de tanto el caudal de alimentación (mc) como la temperatura de entrada del metanol (T1) sobre cuatro parámetros de diseño del intercambiador. El intercambiador de calor diseñado tendrá una eficiencia de la aleta de 0,236, un factor de limpieza de 0,60, un área de transferencia de calor bajo condiciones de ensuciamiento de 20,53 m2 y un número total de horquillas igual a tres para cumplir con la demanda térmica del sistema. Tanto la caída de presión calculada del agua de enfriamiento (5 880,39 Pa) como la del metanol (70 711,91 Pa) se encuentran por debajo de los límites máximos fijados por el proceso. Se necesita una potencia de bombeo de 17,52 W y 160,62 W para impulsar el agua de enfriamiento y el metanol respectivamente. Se recomienda que mc no supere los 5 800 kg/h, mientras que T1 puede incrementarse hasta 80 ºC sin que esto afecte negativamente la caída de presión del agua de enfriamiento, aunque esto incrementa la potencia de bombeo del agua de enfriamiento.

Un intercambiador de calor es cualquier dispositivo en el cual se transfiere energía en forma de calor. En el presente trabajo se efectuó la evaluación térmico-hidráulica de un intercambiador de calor de tubo y coraza propuesto para llevar a cabo el calentamiento de una corriente de acetona desde 25 hasta 60 ºC, utilizando agua caliente a 90 ºC como agente de calentamiento. El equipo sugerido puede ser empleado satisfactoriamente para efectuar el servicio de transferencia de calor requerido ya que el porciento de área en exceso calculado no supera el 40 %, y los valores de las caídas de presión para ambas corrientes no superan los límites máximos establecidos por el proceso. El intercambiador de calor propuesto es viable de emplear para un rango del caudal de alimentación de la acetona de 15,15 – 28,70 kg/s, y para un intervalo de la temperatura de entrada de la acetona de 7,95 – 32,60 ºC.