ejemplo 6.3 treybal

8/12/2019 Ejemplo 6.3 Treybal

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Ejemplo 6.3 TREYBAL

Flujo volumtrico de vapor: 700 lbmol/h (0.18 metanol)

Flujo molar de liquido: 2100 lbmol/h (0.05 de metanol p/p)

T=95C; P=1atm

1. Se calcula el peso molecular promedio del gas

2. Se realiza una correccin de por la temperatura a la densidad del gas.

3. Calculamos el flujo volumtrico de vapor.

4. Calculamos el peso molecular promedio del lquido. () 5. Calculamos el peso molecular promedio del lquido.

6. Calculamos el flujo volumtrico de lquido.

7. El dimetro del orificio lo pueden encontrar en la tabla. 6.2 del Treybal y en la literaturaespecifican que es el dimetro escogido por heurstica.

8. El dimetro del rea activa es calculado multiplicando el dimetro del orificio por unaconstante que por heurstica es 2.5. Esta puede variar de 2.5 hasta 5.

9. Calculamos el rea activa basndonos en que los orificios se encuentran arreglados de forma

triangular equiltero con respecto a cada orificio.


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0.5 in

10.Para el espaciamiento entre los plato. Estos se obtienen de la literatura y lo mas utilizados sonlos espacios de 20 in. (estos varan entre 18 y 20 in).

11.Hay que calcular el coeficiente de inundacin.i. calculamos.

ii. Calculamos los coeficientes y de la tabla 6.2 teniendo en cuenta que el valor de Ao

sobre Aa es mayor a 0.1. iii. Para estas condiciones tenemos que (Constante de tensin superficial) es:

*Para calcular a otras condiciones hay que dirigirse al el Perry donde existen

correlaciones para calcularlos con variacin de la temperatura.

iv. Para calcular el CF(coeficiente de inundacin)

[ ]

*La parte sombreada se coloca para una torre de platos perforados, la ecuacin se

utiliza sin este trmino para platos de capucha de burbujeo.

v. Calculamos la velocidad de inundacin.

*Por lo general se utiliza para el diseo de la torre el 0.8-0.85 de la velocidad de

inundacin, para fluidos que no hacen espuma. Para fluidos que hacen espuma es

conveniente trabajar con valores menores a 0.75 de la velocidad de inundacin.


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Por lo tanto escogemos un 0.8 del valor de la velocidad de inundacin. vi. Procedemos a calcular el rea neta An de un plato.

vii. En la literatura sealan que la longitud del derramadero utilizan generalmente 0.7*T(aunque este valor varia de 0.6 a 0.8) donde T es el dimetro de la torre: ahora, para

este valor de longitud de derramadero (w) encontramos en la tabla 6.1 del Treybal

que se maneja un rea de 8.8% del rea total de la torre (AT), para el vertedero.

Aw: rea del vertedero; Ad: rea del derramadero; Aa: rea activa; An: rea neta

Con esto tenemos que: viii. Calculamos el dimetro de la torre:

ix. Calculamos la longitud del vertedero: x. Calculamos el rea del vertedero xi. Calculamos el rea activa>

( ) xii. Para el clculo de la altura del lquido claro h1. La literatura establece tomar

aproximadamente 0.082 ft como valor inicial. xiii. Calculamos


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{ }

*En esta ecuacin se utiliza unidades internacionales

xiv. Con las dos ultimas ecuaciones y con el valor inicial de h1 iniciamos una iteracin.h1 h1/T wef/w h1' Dif

0,025 0,00712251 0,97888426 0,02331088 0,001689120,02331088 0,00664128 0,98033854 0,02328782 2,3059E-05

0,02328782 0,00663471 0,98035837 0,02328751 3,1396E-07

Por lo tanto podemos concluir que el valor de h1 es de: xv. Para calcular la cada de presin del gas.

El clculo de Co es con la siguiente ecuacin Donde es el espesor del plato que se puede obtener del la tabla 6.2 se puedeencontrar el espesor del plato con respecto al dimetro del orificio que para que para

es de 0.43

xvi. Calculamos la Velocidad del gas que pasa por el rea de los orificios.


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xvii. Calculamos el valor de hD(cada presin del gas seco) teniendo en cuenta el valor def(factor de friccin de Fanning) para el acero inoxidable que es de 0.008

xviii. El valor de la altura del derramadero es por heurstica de 2 in pero puede variar de

2(50mm)- 4 in(100mm) El espacio de entre el derramadero y el vertedero tiene una longitud de: La velocidad del gas que pasa por el rea activa (Va). Esta en teora no lo hace ya que

ese es el rea del plato donde hay material es de xix. Calculamos la cada de presin del gas debido al peso del lquido que baja.

hL.

xx. Calculamos la cada de presin hR que es la cada de presin ejercida a la salida delorificio. (Se calculo en unidades SI)

Nuevamente calculamos la cada de presin total del gas.

xxi. Por el lado del lquido, el lquido que sale por debajo del faldn del vertedero pierdepresin cuando sale. (de igual manera se calcula con unidades SI):


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Donde Ada es el rea del vertedero o derramadero ms pequea. Pero como se asume

que ambas son iguales, se toma el rea del derramadero (Aw).

xxii. La altura del lquido en retroceso en el faldn del derramadero es h3.

xxiii. Para saber que el liquido no se devolver en el faldn del vertedero debe cumplir que: La altura del lquido en el vertedero tiene que ser menor a la mitad del espacio que

hay entre los platos. Por lo tanto el fluido no se regresar por el derramadero.

xxiv. Ahora hay que calcular la velocidad mnima que tiene que tener el gas para que fluyaatreves de los orificios del plato (unidades en SI).

La viscosidad dinmica del gas es muy cercana a la del vapor de agua.

Como se puede observar la velocidad del gas para que halla lloriqueo es mucho menor

a la velocidad del gas que nosotros escogimos para el proceso. (V=3.246 m*s-1).

xxv. Para mirar cuales tan cerca estamos al arrastre del liquido por la velocidad del gas.tenemos que analizar el factor de arrastre fraccional (E).


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Analizamos en la grafica 6.17 del Treybal:

Y encontramos que el valor de E es: Por lo tanto queda demostrado que el valor de E esta muy alejada de 1 por lo tanto el

arrastre es mnimo.

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