Presentación de PowerPoint

INGENIERÍA BERNOULLI S.A.
FLUIDODINÁMICA Y VACÍO
TECNOLOGÍA DE PELÍCULA DELGADA-AGITADA
LA TECNOLOGÍA DE CAPA DELGADA Y SUS
APLICACIONES EN LA INDUSTRIA DE GRASAS
Y ACEITES
1
1
q=
k
A∆t
e
(1)
q = h A∆t
 3µτ
B =  2
 gρ
(2)
h: Coeficiente laminar de transferencia calórica, W/m2K
(3)
B: Espesor de la película, m
μ: viscosidad dinámica, Pa s
ρ densidad, kg/m3
g: aceleración de a gravedad, m/s2
1/ 3




q: Calor transferido por unidad de tiempo, W
k: Conductividad térmica del material, W/mK
e: Espesor de la pared, m
A: Superficie de intercambio, m2
Δt : Diferencia de temperatura entre las caras de la pared, K
2
∆c
N = Df A
e
N=A
D f mL
eρ L
N = A k L ∆x
∆x
(4)
N: Caudal molar del componente que se transfiere, kmol/s
A: Superficie de trasferencia, m2
Df : Difusividad del componente en el medio, m2/s
e: Espesor de la película
Δc: Diferencia de concentración molar kmol/m3
(5)
Δx: Gradiente de fracción molar
ρL : Densidad del líquido kg/m3
mL: Masa molecular del líquido, kg/kmol
(6)
kL: coeficiente de difusión
EVAPORADOR BUFLOVAK DE
PELÍCULA DESCENDENTE
3
4
Re =
4τ
(7)
Re: Número de Reynolds
µ
1/ 3
 k 3ρ 2 g 2 

h = 0,9 25 

 µτ


(8)
1/ 3
 k 3ρ 2 g 

φ = 
3

µ


(9)
Φ: parámetro de la correlación de Dukler, W/m2K
CORRELACIONES DE DUKLER
ESPESOR DE PELÍCULA
TRANSFERENCIA DE CALOR
Φ: parámetro de la correlación de Dukler, W/m2K
Pr: número de Prandtl =
cpµ
k
h: coeficiente laminar: W/m2K
cp: calor específico a presión constante, J/kgK
5
6
1/ 5
 µρ 
 σ 3 / 5
 g 
τ = 0,803 
σ 
Bc = 1,34  
ρ
1/ 5
 µ 


ρg
(10)
3/ 5
(11)
τ: Flujo perimetral, g/scm
μ: Viscosidad dinámica. poise
ρ: Densidad, g/cm3
g: Aceleración de la gravedad, cm/s2
σ: Tensión superficial, dina /cm
EVAPORADOR BUFLOVAK
DE PELICULA ASCENDENTE
CON RECIRCULACIÓN
A. Entrada de vapor
B: Salida de condensado
C: Purga de gases
L: Alimentación
J: Salida de concentrado
F: Salida de vapor
E: Separador de gotas
M: Separador de impacto
H: Caño de recirculación
K: Válvula de cambio de 1 paso a
recirculación
G: Retorno de arrastre separado
7
8
Nu =0,023 Re 0,8 Pr 0,4 Φ 0,14
h =αφ
cLG
Re 0L,3 PrL0,6
 p

 gρ σ
 L
Nuf = 8,5 Ref 0,2 Prf 1/3 Sf2/3
2
(12)




Nu: Número de Nusselt : hD/kL
Pr: Número de Prandtl: .cLμ/kL
Φ: Relación de viscosidades, contra la
pared y en la corriente
0, 425
(13)
(14)
Nuf = hL/kL Ref = ρuL / μL Prf= cLμl/kL Sf= uv/uL
9
u L ρ L (1 − ϕ )
ω=
u v ρ vϕ
 k 0,875   ρ c  0,125
h = 570  0,18  

 µ
  θ 
π D/n
1
θ=
=
π D N nN
(15)
ρL y ρv : densidades del líquido y del
vapor, kg/m3
uL y uv: velocidades del líquido y del
vapor, m/s
(16)
θ :tiempo entre el paso de dos palas sucesivas, s
n: Número de palas
N : giros por segundo, 1/s
10
EVAPORADOR DE PELICULA
DELGADA AGITADA (EPDA)
11
N p1
R eL 3 /10  D 
= 0,55
 
6/5
R eM
x
4/5
(17)
x/D: holgura adimensional
D: diámetro del casco, m
x: huelgo entre pala y casco, m
L: largo de la pala
N p1 =
P1
ρ N 3D3L x
Pl: Potencia requerida requerida por una pala, W
P: potencia total, W
NP1: Número de potencia de una pala
P1 = N p ρ ( ND ) 3 Lx
P = n P1
ReM = ρ N D x
µ
ReL =
4τ
µ
Nº Reynolds del mezclado
Nº de Reynolds del film
τ: Flujo perimetral en el casco: Kg/ms
12
h=
2
π
( ρ c k n N )1 / 2
P = 248 n w μr m r N3
w = rt
1
f
f =
(19)
(20)
Pr
+ 3,50
500
Pr =
cµ
k
(18)
248 : 2 π al cubo
n: número de palas
r: Radio del casco
μ: Coeficiente de rozamiento
w: número de barredores por pala
m: masa de la pala, kg
N: número de revoluciones por segundo, 1/s
μr = 0,2 para teflón sobre acero y líquidos viscosos
con sólidos en suspensión
μr = 1,5 para acero sobre acero, seco.
μr = 1 para acero sobre acero lubricado
13
BOMBA MAMUT
MULTILÁMINA
RELLENO ESTRUCTURAL
14
Ts: temperatura absoluta del vapor, K
TL: temperatura absoluta del aceite
p: presión de operación, Pa
a1 y a2: acidez, % o g/lt, o fracciones en peso o
fracciones molares
S a TL
a
18 x1000 p
ln 1
=
L Tv (1 − K h ) mL E γ a p º a a 2
(21)
Kh: corrección por hidrólisis, 0,027 (soja) , 0,034
(girasol), 0,048 (Maíz)
mL: masa molecular del aceite, kg/kmol :878 (soja y
girasol), 860 (grasa)
E: eficiencia de desodorización normalmente 0.8
paº: tensión de vapor del ácido graso puro , Pa
γ: Coeficiente de actividad, normalmente 0,9
pa: tensión de vapor de los ácidos grasos en el aceite, Pa
paº tensión de vapor de lo0s ácidos grasos puros a la temperatura de
pa = γa xa pao
(22)
operación
x:a: fracción molar de los ácidos grasos en el aceite
γa: coeficiente de actividad de los ácidos grasos en el aceite,
aproximadamente 0,9. Corrección de la ley de Rault por desvío de la
idealidad.
15
S a TL 18 x1000
=
La Tv (1 − K h )m L
Nt = l n
 p  a1


a
a
a
a
ln
+
(
−
)
−
(
−
)

1
2 
1
2 
 a
γ
E
p
º
a
2




a1
a2
MELR =
(24)
u*
Q
=
F p At F p
(25)
ws t
T
a
18 x1000 p
ln 1
= L
W
Tv (1 − K h ) m L E γ a p º a a 2
(23)
Nt= ln (1/0,04) = ln 25 = 3,2
MELR (Minimum Effective Liquid Rate) m2/s
u*: Velocidad superficial, m/s
Fp : Factor del relleno, m2/m3 : Superficie efectiva, en
operación, por m3 que se encuentra en las tablas
Q: Caudal de líquido, m3/s
At: Sección transversal de la columna, m2
Anillos, monturas e intalox: MERL: 2 x10-5
Rellenos pulidos y plásticos de difícil mojado: 3,4 x 10-5
(26)
W: Contenido de aceite en la celda, kg
t: Tiempo de residencia, h
ws: Caudal de vapor de borbotado: kg/h
DESTILADOR DE CAMINO
CORTO
16
17
λ: camino libre medio molecular, m
µ v πRT
λ=
p 2m
μv: viscosidad del vapor Pa s
(27)
G: Flujo másico o evaporación específica máxima;
kg/s m2
R: Constante de los gases = 8315 J/kmol K
m
G= p
2 πRT
(28)
Si G se expresa en kg/h m2 y p en μbar:
m: Masa molecular del producto destilado: kg / kmol
T: Temperatura absoluta, K
p: Presión, Pa
m
G = 1,575 p
T
(29)
18


  d 2 
3
1
P = 248 rN n wη m 1 +    + mc e xη c 
  d 2  


m: Masa de una pala
mc: Masa del canasto giratorio
n: Número de palas
w: Número de rodillos por pala
d1 y d2: Diámetro interior y exterior de los
rodillos
ex: Excentricidad del canasto, m
(30)
η: Coeficiente de rodadura de los rodillos, m
nc: Coeficiente de rodadura de las ruedas del
canasto
r: radio de casco,m
N: Número de giros por segundo
INTERCAMBIADOR DE
SUPERFICIE RASCADA
19
20
Nu = 1,13 ( R eP r n)
1/ 2
hD
Nu =
k
ϕ = 1−
Re =
ϕ
Para Re >Rec
D 2 Nρ
Pr =
µ
2,78
( Pe + 200) 0,18
2
ϕ = 1/ 4
Pr
cµ
k
Para 400<Pe <6000
Pe =
u a ( D − d ) cρ
k
Pe: Número de Peclet = Re Pr
Potencia requerida, fórmula empírica :
151 ( N .D)1, 79 µ 2 / 3 n 0, 68 L
P=
( D − d ) 0,31