Propiedades Físicas y Equipos de Proceso

Propiedades físicas

 •¿Cómo varía la viscosidad de los líquidos con la presión? ¿Y gases?:

Líquidos→ variación despreciable. Gases→ varía sustancialmente con P> 10 bar.

•¿En qué rango está la conductividad térmica de gases? ¿Cuánto representa si lo comparamos con la del agua?:

0,02 – 0,07. Entre 10 y 30 veces mayor la del agua. Varía según sea aire, vapor, materia orgánica. Agua 0,55-0,7 W/ K*m o J/s*ºC

•¿Es mayor la capacidad calorífica del agua o de otro compuesto orgánico? ¿Y el calor latente?

Cap. calor: > la del agua (2 veces superior) 1-2.5→4. Calor. latente: > el del agua (doble) 200-1000→ 400-1200.

•¿Cómo varía la densidad de los líquidos con la T? ¿Y su viscosidad?

Densidad_liq proporcional (Tc-T)^0,3   viscosidad= A*exp(B/T)

Características de las unidades de uso común

•¿Cuál es la altura máxima de un tanque horizontal? ¿Vertical? ¿De una torre?:

10, 10 y 50 metros.

•¿Es posible construir una torre de más de 4 m de diámetro? Para 2030>

•¿Relación L/D para un tanque? ¿Torre?:

Mínimo 2 metros y máximo 5 metros. Mínimo 2 metros y máximo 30 metros.

•¿Qué tipo de bomba proporciona una mayor presión? Reciprocating.

•¿En qué rango varían los diámetros de los tubos de un intercambiador de calor? 0,019-0,0254 metros.

•¿Qué áreas de intercambio son habituales? 10-1000 m^2 . Para A10>

Materiales de construcción

•¿Metal más barato y fácilmente disponible? Carbon Steel

•¿Qué metal utilizaremos si trabajamos con ácidos? ¿Y con cloruros? Acero inoxidable y Monel-Nickel.

•¿Con qué material podremos trabajar si operamos a bajas T, en ausencia de alcali y no necesitamos gran resistencia a la tracción? Plásticos.

Motores y turbinas

•¿Qué equipos tienen + eficacia y cuáles se usan para potencias mayores? Motores eléctricos (85-95 %). Turbinas de vapor.

•¿Cuándo utilizar turbinas y motores de combustión? Para localizaciones remotas y móviles (en equipos móviles)

Tanques de proceso (drums)

•¿Los tanques de líquidos son horizontales o verticales? ¿Y los separadores líquido/gas? Tanques horizontales. Sep. L/G verticales.

•¿Tiempo de retención para el semi-llenado de separadores gas/líquido? 5 minutos

•¿Cómo se calcula la velocidad del gas en separadores gas/líquido? Ecuacion

k= 0,11 ( si hay malla de separación); k=0,0305 (si no hay malla).

•¿Qué diámetro de partículas puede separar un ciclón? Hasta un 95 % de partículas de 5 micras; pero normalmente solo necesitan ser eliminadas las > de 50 micras.

Tanques de presión y almacenamiento

•¿Cuál es la presión de diseño? La mayor de:

•10 % mayor de la máxima operación, se considera 1,7 bar x encima de Poperación. • 0,69-1,7 bar / 10-25 psi.

•¿Cuál será el espesor mínimo de las paredes? Ver tablas

•¿Qué tipo de tanque se utilizan para volúmenes inferiores a 3,8 m^3? ¿Y superiores?

V>3,8 : tanques verticales sobre patas. 3,8 38 : Tanque vertical sobre base de hormigón.

•¿Cuánto V libre debe dejarse? 15 % para V 1,9 m^3.

Tuberías (tabla 9.8)

•¿Qué velocidades de gas/vapor y caída de presión se consideran para el diseño de tuberías? Punto 2. 61 m/s . Pdrop: 0,1bar/100 m

•¿Qué caída de presión debe producir una válvula de control para que funcione correctamente? 0,69 bar (10 psi)

•¿Para qué P de operación hay bridas disponibles? Punto 7. 10,20,40,103,175 bar

•¿Cuáles son las válvulas + comunes? Válvulas de globo para gases. Para la mayoría de servicios: válvulas de compuerta.

Bombas (tabla 9.9)

•¿Cómo se estima la potencia necesaria para bombear un líquido? Kw= (1,67*Flujo*DeltaP/epsilon) Punto 1

•¿Cuál debe ser la relación de compresión para cada etapa en un sistema de múltiples etapas? Punto 5. r= (Pu/Pi)^1/n

•¿Qué tipo de bomba de vacío se utilizará para presiones tan bajas como 0,0001 Torr? Bomba rotatoria de dos lóbulos.

Intercambiadores de calor (Tabla 9.11)

•¿Qué fluido irá en el tubo y cuál en la carcasa? Punto 3. Tubo: corrosivos, envenenados, alta P. Carcasa: viscosos y condensables.

•¿Cuál es la temperatura de acercamiento mínima para fluidos y refrigerantes? 10 y 5 ºC

•¿De cuánto será la temperatura de entrada del agua de refrigeración y cuál la de salida? 45 y 30 ºC

Aislamiento térmico (tabla 9.12)

•¿Qué materiales se utilizan x encima de 1000ºC? Cerámicas refractarias.

•¿Y en equipos operados en condiciones criogénicas -1000ºc?>

Torres (Tabla 9.13)

•¿Cuál es el método + económico para la separación de líquidos? Destilación

•¿Qué determina la presión de operación de la torre? Temperatura media de condensación. También la máxima T del reboiler que evite la descomposición química.

•¿Cuál es la relación de reflujo + económica? ¿Y el nº de platos teóricos? 1,2-1,5 veces la relación Rmin. Cerca de dos veces Nmin. Punto 5 y 7 respect.

•¿Qué factor de seguridad se utiliza para el nº de platos reales? Punto 9. 10 %> que el nº de platos calculado.

•¿Cuál es el espacio entre platos ? Punto 1. 0,5-0,6 m. Razones de accesibilidad

•¿Cuál es la caída de P x plato? Punto 3. 7,6 cm H20 o 0,007 bar.

•¿Cuáles son los 3 tipos de platos +comunes? Borboteo, válvula, perforado.

Torres de relleno

•¿Es > la pérdida de P en las columnas de relleno que en las columnas de platos? No, es menor.

•¿Cómo debe ser la relación diámetro torre/diámetro relleno? >15

•¿Existe algún límite en la altura del relleno?

•¿En qué condiciones de inundación se debe operar? 70 %

Reactores

•¿Cómo se determina la velocidad de reacción y el tiempo de residencia? En laboratorio o planta piloto.

•¿Cuándo se alcanza el comportamiento ideal de un CSTR? 5-10 veces el tiempo de homogeneización.

•¿Cuándo es recomendable utilizar reactores tubulares? Reactores de líquidos con baja velocidad de reacción.

•¿Cómo se ve afectada la cinética de una reacción con la T? 10ºC

Refrigeración y especificaciones

•¿Cuál es el refrigerante más común para  T entre -45 y -100ºC? ¿Y entre 10 y -45? Etano o propeno. Butano, amoniaco.

•¿Cuáles son las presiones + comunes para el aire comprimido? 3,1; 10,3; 20,6; 30,9 bar

•¿A qué temperatura puede retornarse el agua del mar? 43 ºC

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