DISEO DE UNA PLANTA DE MERMELADAS DE NARANJA Diseo de un evaporador: Hallando la masa del vapor producido por el alimento y la masa del producto final: 200 0.12 0.6 040200 40160a a p p v vp vpv a pvvm x m x m xKg m mm Kgm m mm Kg Kgm Kg + + Hallando la cantidad de calor necesario para la operacin: .............................(1)a a p p v vp p v v a am h Q m h m hQ m h m h m h + + + Alimentacin (a) Vapor de agua (s) Liquido concentrado (l) Condensado (s) Vapor de salida (v) 2002012%aaam KgT Cx?115.60%sssmT Cx?5060%pppm KgT Cx Hallando entalpias y entalpia de vapor: ( )( )03.77 20 075.4a aaah Cp T TKjh KgKgh Kj ( )( )03.77 50 0188.5p apph Cp T TKjh KgKgh Kj Por tablas se tiene la entalpia del vapor de agua a 50 C es: 502592.1 /Cgh Kj kg De (1) se tiene: 40 188.5 160 2592.1 200 75.4407196p p v v a aQ m h m h m hKj Kj KjQ kg kg KgKg Kg KgQ Kj + + Hallando masa del vapor de agua (energa): 115.64071962215291.92sssQq mtKj Kjmh KgKgmh _ , Hallando las dimensiones del evaporador: ( )( )1224071963135 115.6 50 2 0.99sQq U A T TtKj KjA Ch m h CA m Aumentando el 20%: 220.99 1.21.19calefaccioncalefaccionA mA m Hallando el radio: 22241.1920.44calefaccion esferaA ARmR m Hallando la altura del evaporador: 75%0.44 0.750.33H RH mH m Hallando el volumen del evaporador: 2 32 334340.44 0.33 0.4430.56evaporador cilindro esferaevaporadorevaporadorevaporadorV V VV R H RVV m + + + Hallando los hp del motor: ( )( )( )det2 0.44 0.880.85 0.85 0.88 0.75150 2.50.750.117 70.85ro epaletaagitadorDiametro d m mLongitud l d m mN RPM RPSlAncho y mAltura m 4 1.1 2.72 2.86 0.3 0.6 0.14 0.864 1.1 2.72 2.86 0.3 0.6 0.14 0.861.29 101.29 10 0.88 0.75 2.5 0.11 0.85 0.0165 10430.07 0.25Hp d l N y zHpHp Hp Hp Diseo de una caldera: Hallando el calor necesario para generar vapor: ( ) 91.92 *1.2 110.30 ................ _ _v Kg Kgm para otros usosh h ( )20 120_1110.30 2706.3 83.7360080.35C Cv v agua vapor aguavvQ m h hKg Kj Kj hQh Kg Kg sQ Kwatts _ _ , , Hallando coeficiente convectivo en la pelcula de agua: ( )_3 2_1 1 1............................(2)* *0.725i fuego pelicula aguapelicula aguas wU h hK ghD T T + 1 1 ] Donde: K=conductividad del vapor de agua a 120C=0.69watts/mC p=densidad del vapor de agua a 120C=943.45Kg/m3 =viscosidad del vapor de agua a 120C= 139.254*10-6 D=dimetro de la tubera pirotubular = 3pulgadas= 0.0762m Ts=temperatura de la superficie del tubo= 120C Tw=temperatura del agua=20C ( )( ) ( ) ( )3 2_1/ 43 223_6_* *0.7250.69 2706.3 83.7 * 9.81 * 943.950.725139.254 10 0.0762m 120 20 pelicula aguas wpelicula aguapelicula aguK ghD T Twatts Kj Kj m Kgm C Kg Kg s mhCh 1 1 ] 1 _ _ _ _ 1 , , , , 1 1 1 1 ]1183.34a wattsm C Reemplazando en (2) 2 221 1 163 1183.34 59.81iiwatts wattsUm C m CwattsUm C + Hallando el rea de la tubera del caldero: ( )( )2280.35 59.81 120 20 13.43v i s wQ U A T TwattsKwatts A Cm CA m Hallando los BHP necesarios: 220.4613.4329.20BHP mx mx BHP Hallando nmero de tubos necesarios: De las tablas se tiene 30 tubos Hallando la longitud de tubos: 2213.43 2 0.0381 301.87tubosA R l Nm m ll m Distribucin de los tubos: Calculo del volumen y dimensiones: Volumen del agua (Va): ( )22................................................ 3H OaH OmV 18 8 4 Si se tiene que el agua es igual al flujo msico del vapor de agua necesario para la energa (ms) 22291.92 2183.84H O sH OH Om m tKgm hhm Kg De (3) se tiene que: 2233183.8410000.183H OaH OaamVKgVKgmV m Volumen de las tuberas (Vt): ( )22340.0762m 1.87 3040.256tubostttD l NVmVV m Volumen de la tubera de combustin (Vc): ( )( )2230.50840.508 1.8740.379tuboscccm l NVm mVV m Volumen total (Vt): 3 3 330.183 0.256 0.3790.818t a t cttV V V VV m m mV m + + + + Dimetro de la caldera (Dc): 22341.870.81840.746cctcD lVD mmD m Dimensiones de la caldera con recubrimiento: ''1.872.0320.920.7460.8710.856cc mL mmD m Dimensiones de la caldera: ''''2.0322.4780.820.8711.0750.81cc mL mmD m rea de la caldera: ( )'' 2222 22 0.538 2.478 2 0.53810.20cc c cccA R L RA m m mA m + + Calculo de espesor de la caracasa: Clculo del calor total: _ _ t vapor agua perdido pared radiacionQ Q Q Q + + Calor producido por el vapor (energa): 80.35vaporQ Kwatts Calor perdido por las paredes: _.....................................(4)perdido pared cQ U A T ( ).int p ambT T T + .int10020pambT CT C ( )12222 221 2___ 1 1 121 1 15141851 1 15141 8583.62RRi vapor agua i aire evapor agua airewattsvapor agua m Cwattsaire m Cwatts wattsm C m Cwattsm CLnR RUA h A R l K h AU h hhhUU + + + + De (4) tenemos que: ( ) 22_ _83.62 10.20 100 2068.23wattsperdido pared m Cperdido paredQ mQ Kwatts Calor por radiacin: ( )( ) ( ) ( ) ( ). int int4 48 2 4 45.676 10 10.20 0.7 373 2934.86p amb eradiacion cradiacionradiacionQ A T TQ mQ Kwatts 80.35 68.23 4.86153.44ttQ Kwatts Kwatts KwattsQ Kwatts + + Calculo del combustible: 3600153.4414.181071312.34tcombustiblecombustiblecombustiblecombustibleQmKj ss hmKcal KjKg KcalKgmh _ , _ ,