dimensionamiento de tuberías y válvulas ben

8/15/2019 Dimensionamiento de tuberías y válvulas BEN

1/8

Dimensionamiento de tuberías

A partir de los flujos obtenidos para cada corriente de los diagramas correspondientes, setiene que el flujo (Q) está en [=] kg/ , por lo que es necesario obtener el flujo en [=] ft ! / ,

para poder acer los cálculos de los diámetros de tuber"as# $ara ello primero se requierecon%ertir los flujos en [=] m ! / utili&ando el dato de la densidad de cada fluido 'relacionándolo con su masa correspondiente# a presi n atmosf*rica se consider de + #-$. 0 ' las tuber"as son de acero estándar#1uadro 2 3ensidades de fluidos#

Fluido Condiciones Densidad (kg/m 3)

4apor de agua +5#+ $. A, 67#-78 91 5# :!6

ec e pasteuri&ada + #- $. 0, : 91 +5!!#5

1arbonato de calcio l"quido(:; p/%)

+ #- $. 0, :6 91 +5!5#!6!6

1uadro 2: 4elocidades para cálculo de diámetro de tuber"a de acuerdo al tipo de fluido#

Fluido Velocidad (ft/s)

"quidos -

0ases :5

?e&clas +@

Tubería Corriente 8. ec e pasteuri&ada#

4olumen = Masa Densidad

= 10 000 kgh

1 m3

1033 kg = 9.68 m

3

h1 h

3600 s =

2.68 x 10 −3m

3

s

tili&ando un factor de con%ersi n obtenemos el %olumen en ft ! /s>


2/8

2.68 x 10 −3m

3

s

1 ft 3

(0.3048 m)3 =

9.49 x 10 −2ft

3

s

3iámetro de la tuber"a = 3B = √ 4 Qv Pi = √ 4 (

9.49 x10 −2ft

3

s )(7 ft

s ) Pi

= 5#+!+ ft12 ∈ ¿1 ft

¿ =

+#@-88 in

3B Cominal = : in

Tubería Corriente 17. ec e pasteuri&ada (culti%o starter)#

4olumen = Masa Densidad =300 kg

h 1 m

3

1033 kg = 0.29 m

3

h1 h

3600 s =

8.067 x 10 −5m

3

s


8.067 x 10 −5m

3

s

1 ft 3

(0.3048 m)3 =

2.84 x10 −3ft

3

s

3iámetro de la tuber"a = 3B = √ 4 Qv Pi = √ 4 ( 2.84 x10− 3 ft

3

s )

(7 ft s ) Pi

= 5#5::- ft12 ∈ ¿

1 ft ¿

=

5#:-:- in

3B Cominal = +/: in

Tubería Corriente Carbonato de calcio (2% p/v).

4olumen = Masa

Densidad =97.05 kg

1030.384 h 1 m

3

1 kg =

0.0942 m3

h1 h

3600 s =

2.61 x10 −5m

3

s


3/8


2.61 x10 −5m

3

s

1 ft 3

(0.3048 m)3 =9.24 x10 −

4ft

3

s

3iámetro de la tuber"a = 3B = 4 Qv Pi = √ 4 ( 9.24 x 10

− 4 ft 3

s )

(7 ft s ) Pi

= 5#5+:78 ft12 ∈ ¿

1 ft ¿

= 5#+@@8 in

3B Cominal = +/: in

Tubería Corriente 18.

2.785 x10 −3m

3

s

1 ft 3

(0.3048 m)3 =

9.835 x 10 −2ft

3

s

3iámetro de la tuber"a = 3B = 4 Qv Pi

= √ 4 ( 9.835 x10− 2 ft

3

s )

(7 ft s ) Pi

= 5#+!!-@ ft12 ∈ ¿

1 ft ¿

= +#85@ in

3B Cominal = : in

Tubería Corriente 16. 4apor de agua#


4/8

4olumen = Masa

Densidad =93.98 kg

h 1 m

3

0.4238 kg =

221.75 m3

h1 h

3600 s =

0.0616 m3

s


0.0616 m3

s

1 ft 3

(0.3048 m)3 =

2.175 ft 3

s

3iámetro de la tuber"a = 3B = √ 4 Qv Pi =

√ 4 (

2.175 ft 3

s )

(20 ft s ) Pi

= 5#!- ft12 ∈ ¿

1 ft

¿

= # 8 in

3B Cominal = @ in

Dimensionamiento de válvulas

A partir de los datos obtenidos en el balance de materia, se obtu%o la siguiente informaci n>

Corriente Tipo deválvula

Componente

Característicain erente

F (kg/ ) ! operaci"n(m 3/s)

!operaci"n

(gpm)

6 ?ariposa ec e pasteuri&a

da

gual ; +5555 :#86 2 +5 D! :#-6-

+8 0lobo 4apor deagua

ineal 7!#76 5#58+8 76!#@

+- 0lobo 1ulti%ostarter

gual ; !55#55! 6#58- 2 +5 D@ +#:66

+6 ?ariposa


5/8

Válvula. Corriente 8. ec e pasteuri&ada#

1% = Q √ GdP

Q> Elujo de diseFo (gpm)#

0> 0ra%edad espec"fica relati%a#

d$> 1a"da de presi n permitida a tra%*s de la %ál%ula totalmente abierta# $ara fines prácticos, se considera una d$ = +5 $. la cual es suficiente para que el diseFo de la %ál%ulasea adecuado#

0 = Densidad delíquido

Densidad agua =

1033 kg /m3

1000 kg /m3 = +#5!!

1%op = ( :#-6- 0$?) √ 1.03310 PSI = +!#-@+61on el %alor anterior, se busca en lista de pro%eedores el diámetro de la %ál%ula a emplear,se considera no utili&ar ninguna %ál%ula cu'o diámetro sea menor al diámetro de la tuber"adonde será colocada# Además de respetar la recomendaci n de %iaje que %a de un :5 a 65 ;

de despla&amiento (apertura)#

4ál%ula de mariposa 4A BGH1, caracter"stica gual ;, diámetro de ! in ' ; apertura =!+#7 #

Válvula Corriente 17. ec e pasteuri&ada (culti%o starter)#

1% = Q √ GdP$ara fines prácticos, se considera una d$ = +5 $. la cual es suficiente para que el diseFo dela %ál%ula sea adecuado#


Densidad agua =

1033 kg /m3

1000 kg /m3 = +#5!!


6/8

1%op = (+#:66 0$?) √ 1.03310 PSI = 5# +1on el %alor anterior, se busca en lista de pro%eedores el diámetro de la %ál%ula a emplear,se considera no utili&ar ninguna %ál%ula cu'o diámetro sea menor al diámetro de la tuber"adonde será colocada# Además de respetar la recomendaci n de %iaje que %a de un :5 a 65 ;de despla&amiento (apertura)#

4ál%ula de globo CelprofI, caracter"stica gual ;, diámetro de +/: in ' ; apertura =:+#-:6#

Válvula Corriente 16. 4apor de agua#


0 = Pesomolecular de vapor Pesomolecular de aire

=18 kg /kmol29 kg /mol = 5#8:

1%op = (76!#@ 0$?) √ 0.6210 PSI = : #671on el %alor anterior, se busca en lista de pro%eedores el diámetro de la %ál%ula a emplear,se considera no utili&ar ninguna %ál%ula cu'o diámetro sea menor al diámetro de la tuber"adonde será colocada# Además de respetar la recomendaci n de %iaje que %a de un :5 a 65 ;de despla&amiento (apertura)#

4ál%ula de globo ?A.GC AC, caracter"stica ineal, diámetro de 8 in ' ; apertura =@ # :

Válvula Corriente 18.


7/8


Densidadagua =1037 kg / m

3

1000 kg / m3 = +#5!-

1%op = ( # 8@ 0$?) √ 1.03710 PSI = + #!:1on el %alor anterior, se busca en lista de pro%eedores el diámetro de la %ál%ula a emplear,se considera no utili&ar ninguna %ál%ula cu'o diámetro sea menor al diámetro de la tuber"adonde será colocada# Además de respetar la recomendaci n de %iaje que %a de un :5 a 65 ;de despla&amiento (apertura)#

4ál%ula de mariposa 4A BGH1, caracter"stica gual ;, diámetro de ! in ' ; apertura =!:#@-#

Válvula Corriente Carbonato de calcio 2% p/v


Densidad dela solución = (densidad carbonato de calcio)(5#5:) J (densidad de agua)(5#76) = (:-55 kg/m ! )(5#5:) J (778#!+ kg/m ! )(5#76) = +5!5#!6 kg/m !

0 = Densidad dela solución

Densidad agua =

1030.38 kg /m3

1000 kg /m3 = +#5!5!6

1%op = (5# +8- 0$?) √1.0303810 PSI = 5#+!!61on el %alor anterior, se busca en lista de pro%eedores el diámetro de la %ál%ula a emplear,se considera no utili&ar ninguna %ál%ula cu'o diámetro sea menor al diámetro de la tuber"adonde será colocada# Además de respetar la recomendaci n de %iaje que %a de un :5 a 65 ;

de despla&amiento (apertura)#

4ál%ula de globo 4A BGH1, caracter"stica gual ;, diámetro de +@/+8 in ' ; apertura =:!#5-#


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Cuadro #$ %esumen general de dimensionamiento de tuberías & válvulas del fermentador' l material deconstrucci"n para todas las válvulas es acero ino$idable'

Corriente Composici"n Diámetronominal de

tubería (in)

Tipo deválvula

Diámetronominal de la

válvula (in)

Tipo decone$i"n

6 ec e pasteuri&ada

: ?ariposa ! Krida

1arbonato decalcio

1arbonato decalcio :; p/%

+/: ?ariposa +@/+8 Krida

+- ec e pasteuri&ada

con culti%o(starter)

+/: 0lobo +/: Krida

+8 4apor de agua @ 0lobo 8 Krida

+6

dimensionamiento de tuberías y válvulas ben

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