requisitosc

TRABAJO PRCTICO

Trabajo Prctico Integrador Requisitos Generales76.49

Operaciones Unitarias

Facultad de Ingeniera

UBA

Rev APgina 1 de 6

CICLO DE REFRIGERACIN 1. alcance Seleccionar un fluido de proceso y su caudal y temperaturas de entrada y salida (preferentemente ligado a un proceso real).

Seleccionar el fluido refrigerante y determinar las condiciones de operacin del ciclo de refrigeracin.

Desarrollar los clculos termodinmicos del ciclo de refrigeracin.

Comprender la interaccin de las variables en juego y sus limitaciones.

Disear y especificar el condensador y evaporador de acuerdo a sus requerimientos trmicos e hidrulicos.

Disear y especificar las caeras del circuito de refrigeracin.

Seleccionar y especificar el compresor del ciclo. Realizar un anlisis de perfomance del ciclo de refrigeracin y sus equipos.

Realizar una estimacin de costos del ciclo de refrigeracin.

Para cumplir con el objetivo general, los alumnos debern aplicar e integrar los conocimientos adquiridos en la ctedra y en otras asignaturas especficas.

2. informacin del CICLO Y restricciones de diseo Ciclo compuesto (dos etapas de compresin) o con economizador Fluido de proceso orgnico (disponible en base de datos del simulador) Refrigerante comercial (disponible en base de datos del simulador).

Calor a intercambiar en el evaporador entre 300 a 600 TnRef.

Temperatura en el evaporador de 10 a -28 C.

Fluido refrigerante en el condensador: agua de torre de enfriamiento con un incremento mximo de 10C.Rango de temperaturas de suministro a definir en funcin de la ubicacin de la planta. Evaporador tipo marmita. Prdida de carga admisible en fluidos sin cambio de fase: 70 kPa

Prdida de carga admisible en fluidos con cambio de fase: 15 kPa

Sobrediseo mnimo requerido para los equipos de intercambio de calor: 20%

El compresor debe ser tipo pistn. 2.1 Normas de aplicacin

Para los intercambiadores de calor se deben considerar en el diseo los requisitos de las normas: TEMA

Para la especificacin de caeras y accesorios se considerarn los requisitos de las normas ASME B31.3; ASME B36.10; ASME B16.5.

2.2 datos para la estimacin de costos

Se utilizarn los siguientes datos simplificados para la estimacin de costos:

Casco y Tubos: 120 USD/m2

Compresor: 1000 USD/HP

Relacin (costo instalado / costo de equipos)= 4

Electricidad: 0,08 USD/kWh

Agua de enfriamiento: 0,05 USD/m3

2.3 Diagrama de flujo preliminar

3. contenidos mnimosDescripcin del proceso y Seleccin del refrigerante: Caractersticas generales.

Presentacin de todos los posibles refrigerantes analizados.

Anlisis y criterios de seleccin del refrigerante elegido.

Diagramas termodinmico del refrigerante elegido: T vs S indicando sobre el mismo el ciclo ideal Propiedades generales del refrigerante elegido y su MSDS.Recomendaciones:

Considerar que la temperatura de condensacin del refrigerante debe estar como mnimo 10 por encima de la temperatura de entrada de agua de enfriamiento al condensador.

Considerar que la temperatura de evaporacin del refrigerante tiene que estar como mnimo 10C por debajo de la temperatura de salida del fluido de proceso del evaporador.

Balance de masa y energa:

- Clculo de los calores a intercambiar.- Clculo de la potencia de compresin.- Clculo de todos los caudales del sistema- Tabla con el balance de masa con las propiedades de todas las corrientes. Ver tabla base en punto 5.- Diagrama de flujo mostrando las corrientes (puede utilizarse el adjunto en este documento de requisitos).

- Criterios tomados para realizar la simulacin en Aspen Hysys (paquete de propiedades, eficiencia isoentrpica del compresor, DP intercambiadores, etc.)

Diseo de caeras: Dimetros calculados. Materiales de construccin.

Espesores/ Schedule requeridos para las condiciones de diseo. Tipo de unin entre caeras. Rating o serie requerido para las conexiones bridadas. Clculos de prdida de carga por kilmetro y velocidades, y su comparacin con los valores de referencia.Condensador y Evaporador: Caractersticas generales.

Presentacin de las frmulas de clculo utilizadas.

Presentacin de las consideraciones hechas y mtodos utilizados.

Clculos realizados para el diseo final obtenido.

Comentarios acerca de los diseos alternativos al seleccionado. Diseo trmico, hidrulico y mecnico.

Seleccin del compresor:

Presentacin de los posibles tipos de compresores a emplear. Criterios de seleccin.

Descripcin el compresor elegido. Clculos necesarios para la seleccin. No se aceptar que se presente nicamente los resultados de salida de algn programa de seleccin. En caso de usar un programa de seleccin:

Incluir TODOS los datos de entrada al programa y su significado.

Explicitar el nombre del programa y la versin utilizada.4. Documentacin MNIMA a presentar

Lista de documentos Memoria descriptiva del proceso y refrigerante seleccionados.

Balance de masa y energa del ciclo de refrigeracin. Memoria de clculo de las caeras.

Memoria de clculo trmica e hidrulica del condensador.

Hoja de especificacin del condensador.

Descripcin y seleccin del compresor.

Memoria de clculo trmica e hidrulica del evaporador. Hoja de especificacin del evaporador Anlisis de performance del ciclo de refrigeracin.

Estimacin de costos operativos y de instalacin

Hoja resumen de parmetros (en entrega final, ver ms abajo).5. FORMATOS requeridos

Todos los documentos deben presentarse segn el formato adjunto en la pgina de la materia (http://www.fi.uba.ar/materias/7604/).Cada vez que se presenta un documento, debe cambiarse su revisin. La presentacin inicial es la A, siguiendo la B, C, etc. Esto debe respetarse tambin para las emisiones electrnicas, en caso de que las hubiera.

Tabla base para presentar las propiedades de las corrientes:

Corriente

T (C)

P (kPag)

w (kg/h)

Fraccin vapor

Vapor

cp (kJ/kgC)

k (W/mC)

ro (kg/m3)

mu (cp)

Lquido

cp (kJ/kgC)

k (W/mC)

ro (kg/m3)

mu (cp)

General

Presin crtica (kPaa)

Entalpa (kJ/kg)

Composicin (fracciones molares)

En el reporte final se incluir una hoja resumen de parmetros con la siguiente informacin (dentro del documento balance de masa y energa):

RESUMEN DE PARMETROS

ItemParmetroValor

ProcesoFluido

Caudal

Tentrada / Tsalida

Presin entrada / DP

EvaporadorFluido

Caudal

Carga trmica

Presin refrigerante

Temperatura evaporacin refrigerante

CompresorRC total / etapa

Potencia total / etapa

Eficiencia isoentrpica

EconomizadorPresin

Temperatura

X vapor

CondensadorCaudal agua de torre

Temperatura entrada agua

Temperatura salida agua

Presin entrada agua / DP

Carga trmica

Presin refrigerante

Temperatura condensacin refrigerante

T subenfriamiento

RefrigeranteFluido

Caudal

CicloCOP / COP ideal

6. ETAPAS DE PRESENTACIN25/03/2013Lista de documentos

Memoria del proceso y el refrigerante seleccionados

03/04/2013Lista de documentos

Correcciones previas si corresponde -

Balance de masa y energa

Memoria de clculo de las caeras



Memoria de clculo del condensador

Hoja de datos del condensador



Memoria de seleccin del compresor



Memoria de clculo del evaporador

Hoja de datos del evaporador

Anlisis de performance del ciclo de refrigeracin

Estimacin de costos

25/06/2013Entrega Final

En la entrega final deber presentarse a la ctedra una copia en papel del Reporte Completo. El tutor asignado corregir dicho reporte y autorizar al grupo a presentarse a la instancia de evaluacin oral. En la evaluacin oral deber realizarse una exposicin y defensa de todas las actividades desarrolladas, debiendo estar presentes todos los integrantes del grupo. 7. BIBLIOGRAFA BSICA

Manual del Ingeniero Qumico Perry - Mc Graw Hill Procesos de Transferencia de calor Donald Q. Kern Compaa Editorial Continental Design for Chemical and Petrochemical Plants - Ernest E. Ludwig - Gulf Publishing Company Vlvulas, seleccin, uso y mantenimiento - Richard Greene McGraw Hill Transferencia de calor en ingeniera de procesos Eduardo Cao Nueva Librera Equipos para Procesos Qumicos Roberto Echarte Editorial de la Universidad Nacional del Sur Principios de Refrigeracin, Roy J. Dossat, C.E.C.S.A.

Principios y Sistemas de Refrigeracin, Edward G. Pita, Limusa_1117392956.doc

requisitosc

Documents

Transcript of requisitosc