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Reglas del dedo.
Aunque los ingenieros experimentados saben dnde encontrar
informacin y cmo hacer
clculos exactos, sino que tambin mantener un cuerpo mnimo de
informacin presente
en la lista, compuesta en gran parte de los accesos directos y
las reglas de oro. La
presente compilacin puede encajar en un cuerpo mnimo de
informacin, como un
impulso a la memoria o la extensin en algunos casos en reas con
menos frecuencia
encontrados. Se deriva del material de este libro y es, en
cierto sentido, un resumen del
libro.
Una regla de Ingeniera de oro es una declaracin total respecto a
los tamaos
adecuados o el rendimiento de los equipos que evita toda
necesidad de clculos amplios.
Debido a que cualquier breves declaraciones estn sujetas a
diversos grados de
calificacin, son las condiciones ms seguras aplicada por
ingenieros, que son
sustancialmente familiarizado con los temas.
Sin embargo, tales reglas deben ser de valor para la aproximacin
del diseo y la
estimacin de costos, y debera proporcionar incluso la
inexperiencia del ingeniero con laperspectiva y una fundacin por el
que la razonabilidad de los resultados detallados
auxiliado en la computadora puedan ser apreciados rpidamente,
particularmente en un
corto plazo como en la conferencia.
Las actividades diarias tambin se rigen en gran medida por las
reglas del dedo. Nos
sirven cuando queremos tomar un curso de accin pero no estn en
posicin de
encontrar el mejor curso de accin. De inters a lo largo de esta
lnea es una lista
divertida y regularmente usada por algunos de esos 900 resmenes
de la experiencia
diaria que ha sido compilado por Parker
(Reglas del dedo, Houghton Mifflin, Boston, 1983)
Mucho ms puede ser escrito en un buen resumen adecuado acerca de
algunos temas
que sobre otros, lo que explica en parte la spottiness de la
cobertura actual, pero el
spottiness tambin se debe a la ignorancia y descuidos por parte
del autor. En
consecuencia, todos los ingenieros sin duda complementaran o
modificaran este material
en su propia manera.
Compresores y bombas de vacio
1. Los ventiladores son utilizados para aumentar la presin
alrededor del 3% (12in.
agua), los sopladores aumentan menos de 40 psig, y los
compresores de alta
presin mas altas, aunque el rango del ventilador comnmente est
incluido en
rango del compresor.
2. Las bombas de vaco: tipo de pistn reciprocante disminuyen la
presin a 1 Torr;
pistn rotatorio a 0.001 Torr, rotatorio de dos lobulos a
0.0001Torr; eyectores de
chorro de vapor,de una etapa a 100Torr, de tres etapas a 1 Torr,
cinco etapas
hasta 0.05 Torr.
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3. Un eyector de tres etapas necesita l00 libras de vapor /
libras de aire para
mantener una presin de 1 Torr.
4. La salida de aire evacuado en el equipo depende de la presin
absoluta, Torr, y el
volumen del equipo, pies cbicos V, de acuerdo con w=kV2/3 lb/hr,
con k=0.2
cuando P es mas de 90 Torr, 0.08 entre 3 y 20 Torr, y 0.025
amenos de 1 Torr.
5. Caballos de fuerza adiabticos teoricos (THP)=[(SCFM) T1/8130
a] [(P2/P1) -1],
donde T1 es la temperatura de entrada F+460 y a=(k-1)/k,
k=Cp/Cv.
6. Temperatura de salida T2=T1(P2/P1)a
7. Para comprimir el aire de 100F, k=1.4, relacin de
compresin=3, energa
tericamente requerida=63 HP/ milln p3/dian, temperatura de
salida de 306F.
8. La temperatura de salida no debe exceder 350-400F; para los
gases diatomicos
(Cp/Cv.=1.4) esto corresponde a la relacin de compresin de
alrededor de 4.
9. La relacin de compresin debe ser la misma en cada etapa de
una unidad de
mltiples etapas, relacin = (Pn/P1)1/n, con n etapas.
10.Las eficiencias de los compresores reciprocantes: 65 % con
una relacin de
compresion de 1.5, 75% a 2.0, y 80-85% a 3-6.
11.Las eficiencias de los grandes compresores centrifugos,
6000-100,000 ACFM
(Actual air compressor capacity) en la succion, son de
76-78%.
12.Los compresores rotatorios tienen eficiencias del 70%,
excepto las linerares de
tipo liquido que tiene un 50%.
Transportadores para partculas solidas.
1. Transportadores sin fin son adecuados para el transporte de
slidos
pegajosos y abrasivos en inclinaciones de 20 o menos. Se limitan
a una distancia
de 150 pies o menos a causa de la fuerza del esfuerzo de torsin
del eje. Un
transportador de 12 pulgadas de dimetro puede controlar
1000-3000 pie 3/hr, a
velocidades entre 40 y 60 rpm.
2. Los transportadores de bandas son para altas capacidades y de
largas
distancias (una milla o ms, pero nicamente algunos cientos de
pies en una
planta), por inclinaciones de 30 mximo. Un transportador de
banda ancha de 24pulgadas puede transportar 3000 pie3 / hora a una
velocidad de 100ft/min, pero
velocidades de hasta 600ft/min son adecuadas para algunas
materias. El consumo
de energa es relativamente bajo.
3. Los elevadores de cangilones son adecuados para el transporte
vertical demateriales pegajosos y abrasivos. Con canjilones de 20 X
20 pulgadas decapacidad pueden a alcanzar los l000 pies cbicos /
hora a una velocidad de 100 ft/ min, pero se utilizan a velocidades
de 300 ft / min.
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4. Los Transportadores tipo arrastre (Redler) son adecuados para
distancias
cortas en cualquier direccin y se encierran completamente. las
unidades varian en
tamao de 3 plg2 a 19 plg2 y puede recorrer de 30 ft / min
(cenizas volantes) hasta
250 ft / min (granos). Los requisitos de energa son altos.
5. Los Transportadores neumticos son para altas capacidades, de
cortas
distancias (400 ft) transporta de forma simultnea desde varias
fuentes a varios
destinos. Ya sea de vacio o a baja presion (6-12 psig) se
emplean con un rango de
velocidades de aire de 35 a 120ft/sec dependiendo del material y
la presin, los
requisitos del aire son de 1 a 7 pies cbicos / pies cbicos de
slidos transferidos.
Torres de enfriamiento
1. El agua en contacto con el aire en condiciones adiabticas
eventualmente se
enfra hasta la temperatura de bulbo hmedo.
2. En las unidades comerciales, el 90% de saturacin del aire es
viable
3. El Tamao relativo de la torre de enfriamiento es sensible a
la diferencia entre la
salida y las temperaturas de bulbo hmedo:.
4. El llenado de la torre es a travs de una estructura
ampliamente abierta tanto
cmo para minimizar la cada de presin, la cual en trminos
prcticos es de
mximo 2 pulg. de agua
5. La velocidad de circulacin de agua es de 1-4 gpm/sqft y las
velocidades del aire
son 1300-1800 lb/(hr)(sqft) o 300-400 ft/min.
6. Las torres de aspiracin de la chimenea asistida son de formas
hiperblicas por
que tienen mayor fuerza para un espesor dado; una torre de 250
ft de altura tiene
paredes de concreto de 5 a 6 pulg. de espesor. La seccin
alargada en forma de
cruz ubicada en la parte alta ayuda a la salida de aire hmedo
dispersndolo en la
atmsfera.
7. Las torres de aspiracin a contracorriente inducida son las ms
comunes en
procesos industriales. Son capaces de enfriar agua a 2 F del
bulbo hmedo.8. Las perdidas por evaporacin son 1% de la circulacin
por cada 10 F de la
velocidad de enfriamiento. Las prdidas de flujo de las torres
son 0.1 a 0.3 %. La
baja del flujo de 2.5 a 3 % de la circulacin es necesaria para
prevenir una
acumulacin excesiva de sales.
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CRISTALIZACIN DE UNA SOLUCIN
1. La obtencin completa de los slidos disueltos se obtiene por
evaporacin, perosolamente a la composicin eutctica al enfriarse. La
recuperacin por la
cristalizacin al fundir tambin est determinada por la composicin
eutctica.
2. Los rangos de crecimiento y tamaos finales de los cristales
se controlan limitando
la sobresaturacin en cualquier momento.
3. El cociente S = C/Csat de la concentracin que predomina en
estado de saturacin
se mantiene cerca del rango de 1.02-1.05.
4. En la cristalizacin por enfriamiento, la temperatura de la
solucin se mantiene en
al menos 1-2F por debajo de la temperatura de la saturacin a la
concentracin
predominante.
5. Los rangos de crecimiento de los cristales bajo condiciones
ptimas van de los
0.1-0.8 mm/hr. Los rangos de crecimiento son aproximadamente los
mismos en
todas direcciones.
6. Los rangos de crecimiento se ven muy influenciados por la
presencia de impurezas
de ciertos aditivos especficos que varan de caso a caso.
DESINTEGRACIN
1. Los porcentajes de material mayor que 50% de su tamao mximo
soncerca del 50% rodillos, el 15% son molinos de volteretas, y 5%
de molinos de bola
de circuito cerrado.
2. El circuito cerrado de molienda emplea la clasificacin de
tamao y regresa
todo producto sobredimensionado para la molienda. Las reglas de
transportacin
neumtica se aplican para disear clasificadores de aire. El
circuito cerrado es el
ms comn con los molinos de bola y de rodillo.
3. Las trituradoras de mandbula toman trozos de varios pies de
dimetro
menos de 4 pulgadas. Los rangos de golpe son de 100-300/min. El
promedio de la
alimentacin est sujeta a 8-10 golpes antes de que la partcula
sea lo
suficientemente pequea como para escapar. Las trituradoras
giratorias se
adaptan a los productos hmedos y hacen un producto ms
redondeado.
4. Las trituradoras de rodillo se hacen ya sea lisas o con
dientes. Un rollo
dentado de 24 pulgadas dentada puede aceptar grumos de 14
pulgadas de
dimetro. Los rodillos dentados tienen buen efecto de reduccin de
tasas de hasta
alrededor de 4. Funcionan a velocidades de 50-900 rpm. La
capacidad es de
alrededor del 25% de la superficie mxima que corresponde a una
cinta continua
de material que pasa por los rollos.
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5. Los molinos de martillo golpean el material hasta que es
suficientemente
pequeo para pasar a travs de la pantalla en la parte inferior de
la carcasa. Los
Coeficientes de reduccin de 40 son factibles. Grandes unidades
operan a 900
rpm, las ms pequeas a ms de 16 000 rpm. Para materiales fibrosos
la pantalla
dispone de bordes cortantes.
6. Los molinos de barra son capaces de procesar productos de
hasta 50 mmde longitud reducindolos con malla 300, pero normalmente
es la gama de
productos de malla 8-65. Las barras son 25-150 mm de dimetro. La
relacin entre
longitud de la barra y el dimetro del molino es cerca de 1.5.
Aproximadamente el
45% del volumen de los molinos est ocupado por las barras. La
rotacin es de
50-65% en caso crtico.
7. Los molinos de bola se adaptan mejor que los molinos de barra
a la
molienda fina. La carga de pesos de las bolas es igual a 1.5, 2
y 3 pulgadas para
la molienda ms fina. El volumen ocupado por las bolas es el 50%
del volumen del
molino. La velocidad de rotacin es 70-80% en caso crtico. Los
molinos de bola
tienen una longitud al cociente del dimetro en la gama 1-1.5.
Los molinos de tubo
tienen una relacin longitud/dimetro de 4-5 y son capaces de
molienda muy fina.
Los molinos de guijarro tienen elementos de molienda de cermica,
usados
cuando la contaminacin con el metal debe ser evitada.
8. Los molinos de rodillo emplean superficies cilndricas o
afiladas que ruedan
a lo largo de las superficies ms planas y aplastan las
partculas. Con este tipo de
molinos se fabrican productos de malla 20-200.
DESTILACIN Y ABSORCIN DE GASES
1. Usualmente la destilacin es el mtodo ms econmico de separacin
de lquidos,
superior a la extraccin, adsorcin, cristalizacin u otros.
2. Para mezclas ideales, la volatilidad relativa es la relacin
de la presin de vapor
.
3. La presin de operacin de la torre es determinado ms a menudo
por la
temperatura del medio de condensacin disponible, 100-120 F en el
caso de agua
fra o por la temperatura mxima de recalentamiento perimisible,
150 psig vapor
366 F.
4. La secuencia de columnas para la separacin de los
multicomponentes de las
mezclas: (a) ejecutar primero la separacin ms fcil, es decir,
aquella que
demanda menos tratamientos y reflujo, y dejar el ms difcil para
el ultimo; (b)
cuando ni la volatilidad relativa ni la concentracin de la
alimentacin varia
ampliamente, retirar los componentes uno por uno en el momento
en que losproductos se estn fabricando; (c) cuando los componentes
ordenados
adyacentes a la alimentacin varian ampliamente en la volatilidad
relativa,
organizar la separacin en orden de volatilidad decreciente; (d)
cuando la
concentracin en la alimentacin varia ampliamente pero la
volatilidad relativa no,
eliminar los componentes en orden de la concentracin decreciente
en la
alimentacin.
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5. Econmicamente, el rango ptimo de reflujo es aproximadamente
1.2 veces el
rango de reflujo mnimo Nm.
6. El nmero econmicamente ptimo de charolas es aproximadamente
dos veces el
valor mnimo Nm.
7. El nmero mnimo de charolas se calcula con la ecuacin de
Fenske-Underwood.
8. El reflujo mnimo para mezclas binarias o pseudobinarias es
determinado por la
siguiente ecuacin cuando la separacin es esencialmente completa
(xD1) y D/F
es la relacin de los productos y la velocidad de
alimentacin:
Cuando la alimentacin esta en punto de burbuja.
Cuando la alimentacin est en punto de roco..
9. Un factor de seguridad de 10% del nmero de bandejas calculado
nos dice que es
admisible..
10.Las bombas de reflujo estn hechas al menos 25% ms
grandes.
11.Por razones de accesibilidad, el espacio de las bandejas son
hechas de 20-24 in.
12.El valor ms alto de eficiencia de las bandejas esta en el
valor del factor de vapor
en el rango 1.0-1.2 (ft/seg) . Este rango de Fs establece el
dimetro de la torre. Aproximadamente la velocidad lineal es
2ft/seg en presiones
moderadas y 6 ft/ seg en vaco.
13.El valor ptimo del factor de absorcin Kremser-Brown A=K(V/L)
est en el rango
1.25-2.0.
14. La cada de presin por bandeja esta en el orden de 3 in de
agua o 0.1 psi.
15.La eficiencia de las bandejas para la destilacin de
hidrocarburos ligeros y
soluciones acuosas son del 60-90%; para absorcin de gas y
disolventes, 10-20%.
16.Los platos de tamizado tienen perforaciones de 0.25-0.50 in
de dimetro, lo que
representa un 10% del total de rea de la seccin de corte.
17.Las vlvulas de las charolas tienen una perforacin de 1.5 in.
de dimetro cada
una tiene un aumento del casquete, 12-14 cascos/sqft de la
seccin transversal.
las vlvulas de los platos son usualmente ms baratas que los
tamices.
18.Los platos tipo burbujas en la parte superior de las charolas
se usan solamente
cuando el nivel del liquido debe ser mantenido en un rango bajo.
Pueden serdiseados para bajar presin ya sea en los coladores o en
las vlvulas de las
charolas.
19.El paso del vertedero es ms o menos de 2 in. un vertedero
mide
aproximadamente 75% del dimetro de la charola, y el promedio
mximo de
lquido es mximo 8gpm/in. Conductos multipaso son planeados para
niveles altos
de volumen.
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20. Los embalajes de carcter aleatorio y estructurado son
ajustados especialmente
para torres por debajo de 3ft dia y donde es deseable una presin
baja de
condensacin. Con una apropiada distribucin inicial y
redistribuciones peridicas,
las eficiencias volumtricas puede ser mayores que aquellas de
las torres de
charolas. Los embalajes internos son usados como sustitutos para
lograr una
mayor entrada o separacin dentro del armazn de la torre
existente.21.Para las sustancias gaseosas de 500 cfm, debe de
usarse 1 in en embalaje, para
los niveles de gas de 200cfm o ms, deben de usarse 2 in.
22.La relacin del dimetro de la torre y embalaje ser de por lo
menos 15.
23.Debido a la deformacin, el empaquetado plstico se limita a un
10-15 ft de
profundidad sin soporte, metal a 20-25 ft.
24.Los redistribuidores de lquido son necesarios cada torre de
5-10 dimetros con
una capa redonda de al menos cada 20 ft. el nmero de la fuerza
del lquido debe
ser 3-5/sqft en torres grandes y mucho mas en torres
pequeas.
25. La altura equivalente para un plato terico para vapor-
lquido en contacto es 1.3-
1.8 ft por 1 in del pao del anillo, 2.5-3.0 ft para 2 in de pao
del anillo.
26. El paquete de torres debe operar cerca del 70% de la
proporcin inundada dada
por la correlacin de Sherwood, Lobo, et al.
27. El tambor del flujo usualmente es horizontal, con lquido
atrapado de 5 min medio
lleno. un despegue de la marmita para un segunda fase liquida,
como agua dentro
de un sistema de hidrocarburos, es evaluado para una velocidad
lineal de esa
face de 0.5ft/seg, dimetro mnimo de 16 in.
28.Para torres alrededor de 3ft dia adicionar 4tf para la cima
de desembrague de
vapor y 6 ft para el fondo del nivel del lquido y retorno del
recalentamiento.
29.El lmite de la elevacin de la torre es aproximadamente 175ft
mximo, por la
carga del viento y consideraciones de construccin. un criterio
adicional es que
L/D debe ser menor a 30.SECADO DE SLIDOS
1.Los tiempos de secado varan desde unos pocos segundos en
deshidratadores de
aspersin a 1 hora o menos en secadores rotatorios y hasta varias
horas o incluso
varios das en el tnel de secado o secadores de correa.
2.Los secadores continuos de charolas y de correa para material
granular de tamao
natural o granulado de 3-15 milmetros (mm) tienen tiempos de
secado en el rango de
10-200 minutos (min).
3.Los secadores rotatorios cilndricos funcionan con velocidades
superficiales de aire de
5-10 ft/seg, algunas veces hasta 35 ft/seg cuando el material es
grueso. Los tiempos
de residencia son 5-90 min. La demora del slido es 7-8%. Un 85%
libre de la seccin
transversal se toma para propsitos de diseo. En flujo a
contracorriente, el gas de
salida es 10-20C por encima de los slidos; en flujo paralelo, la
temperatura del slido
de salida es de 100C. Las velocidades de rotacin que se utilizan
son de alrededor de
4 rpm, pero el producto de rpm y dimetro en pies est tpicamente
entre 15 y 25.
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4.Los secadores de tambor para pastas y mezclas operan con
tiempos de contacto de 3-
12 seg., producen hojuelas de 1-3 mm de espesor, con ndices de
evaporacin de 15-
30 kg/m2hr. Los dimetros son de 1.5-5 pies (ft), la velocidad de
rotacin es de 2-10
rpm. La mayor capacidad de evaporacin es del orden de 3000 lb/hr
en unidades
comerciales.
5.Los secadores de transmisin neumtica toman normalmente un
dimetro de partcula
de 1-3 milmetros pero hasta 10 milmetros cuando la humedad es
principalmente en la
superficie. Las velocidades de aire son de 10-30 m/seg. Los
tiempos de residencia de
un solo paso son de 05-3.0 seg, pero con el promedio normal de
reciclaje de tiempo de
residencia se lleva hasta 60 seg. Unidades en uso van desde 0.2
m de dimetro por 1
m de alto y 0.3 m de dimetro por 38 m de largo. El requisito del
aire es varios SCFM /
lb de producto seco/hr.
6. Los secadores de capa fluidizada funcionan mejor con
partculas de unas pocas
dcimas de mm de dimetro, pero han sido procesadas hasta de 4 mm
de dimetro.
Las velocidades del gas del doble de la velocidad mnima de
fluidizacin son una
prescripcin segura. En operacin continua, los tiempos de secado
de 1-2 minutos
(min) son suficientes, pero en el secado de algunos lotes de
productos farmacuticos
se emplean tiempos de secado de 2-3 horas (hr).
7. Deshidratadores de aspersin: se elimina la humedad
superficial en
aproximadamente 5 segundos, y la mayora de secado se completa en
menos de 60
seg. El flujo de aire paralelo y existente es el ms comn. Las
boquillas de
atomizacin tienen aberturas de 0.012-0.15 pulg. Y funcionan a
presiones de 300-400
psi. Las ruedas del atomizador de aspersin giran a una velocidad
de 20000 rpm con
velocidades perifricas de 250-600 pies/seg. Con las boquillas,
la relacin longitud /
dimetro del el secador es de 4-5; con las ruedas del atomizador,
la proporcin es de
0.5-1.0. Para el diseo final, los expertos dicen, la prueba
piloto debe hacerse en unaunidad de 2 m de dimetro.
EXTRACCIN LQUIIDO-LQUIDO
1. La fase dispersada debe ser la que tiene el mayor volumen,
excepto en equipos
sujetos para mezclas, donde esta debe de ser la del volumen mas
pequeo. Esta
sera la fase de menor construccin del material. Desde el retraso
de la fase
continua, normalmente esta fase es ms grande que la que debera
estar hecha
del material menos caro o del menos peligroso.
2. No se sabe si hay aplicaciones comerciales del reflujo para
procesos deextraccin, aunque la teora es favorable (Treybal).
3. La disposicin de un mezclador esta limitado por ms de 5
etapas. La mezcla es
llevada acabo con impulsores rotatorios o por bombas de
circulacin. Los
mezcladores estn diseados para la toma de un tamao de gotitas
cercano a los
150m. En vasos abiertos los tiempos de residencia son de 30 a 60
min o
velocidades superficiales de 0.5 a 1.5 ft/min, proporcionados en
mezcladores. La
eficiencia de las etapas de extraccin normalmente se toman como
el 80%.
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4. Las torres de roco a la misma altura de 20 a 30 ft no pueden
estar funcionando
con tan solo una etapa.
5. Las torres de envasado son empleadas cuando son suficientes
de 5 a 10 etapas.
Los aros de manta de 1 a 1.5 in son los mejores. La carga y
descarga de la fase
dispersa no debe exceder los 25 gal/min. HETS de 5 a 10 ft
podran ser utilizadas.
La fase dispersada debe ser redistribuida cada 5 a 7 ft. Las
torres de envasado noson satisfactorias cuando la tensin
superficial es mayor q 10 dyn/cm.
6. Las bandejas de los tamices de las torres tienen orificios de
solo 3-8mm. La
velocidad a travs de las perforaciones debe esta por debajo de
0.8 ft/seg para
evitar la formacin de pequeas gotas. La redispersin de
cualquiera de las fases
de cada bandeja podra ser diseada. Los espacios de las bandejas
son de 6-24
in. La eficiencia de las bandejas est en el rango de 20-30%.
7. El ritmo del empacado y las torres de bandejas de tamizado
funcionar a
frecuencias de 90 ciclos/min y amplitudes de 6-25mm. En torres
de dimetros ms
grandes, han sido observados HETS de 1m. Las tensiones
superficiales son tan
altas como 30-40dyn/cm y no tienen efectos negativos.
8. Recprocamente las torres de bandejas pueden tener
perforaciones 9/16 in. El
rea abierta del 50-60%. Longitud de trazo de 0.75in, 100-150
trazos/min.
Espacios entre platos normalmente de 2in, pero en el rango de
1-6in. En unas 30
in/torre, HETS de 20-25 in y movimientos de 2000 gal/hr. Sqft.
Los requerimientos
de capacidad son mucho menores que las torres de tensin.
9. Los discos rotatorios u otras torres de rotacin agitada
realizan HETS en el rango
de 0.1-0.5m. Los especialmente eficientes Kuhni de una seccin
cruzada libre del
40% tienen HETS 0.2 m y una capacidad de / .
FILTRACIN
1. Los procesos son clasificados por su aumento en la proporcin
endurecida en un
laboratorio vaco con hoja filtro: rpido, 0.1-10.0 cm/s; medio,
0.1-10.0 cm/hr.
2. La filtracin continua no debe ser intentada si 1/8 en el
espesor endurecido no
puede formarse en menos de 5 min.
3. La filtracin rpida es realizada con tambores al vaco o discos
o centrfugas de
tipo- peladora.
4. La filtracin de la proporcin es cumplida con tambores de vaco
o discos o
centrfugo de tipo peladora.
5. La filtracin lenta son manejadas en filtros de presin o
centrfugo de
sedimentacin.
6. La clarificacin con el aumento de pastel insignificante es
realizado con cartuchos,
cilindro de pre-capa, o filtros de arena.
7. Las pruebas del laboratorio son aconsejables cuando se espera
que la superficie
de la filtracin est ms de unos metros cuadrados, cuando se
endurecen los
residuos es crtico, cuando se endurece secando puede ser un
problema, o
cuando la pre-capa pueda requerirlo.
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8. Para grupos finamente molidas y minerales, las proporciones
de filtracin de
tambor rotatorio pueden ser 1500 lb/(da)(sqft), a 20 rev/hr y
18-25 en. los hg
limpian con aspiradora.
9. Pueden filtrarse slidos toscos y cristales pueden filtrarse
con proporciones de
6000 lb/(da)(sqft) a 20 rev/hr, 2-6 en. los hg limpian con
aspiradora.
FLUIDIZACIN DE PARTCULAS CON GASES
1. Las propiedades de las partculas que son propicias para una
buena fluidizacin
incluyen: forma redondeada o lisa, la dureza suficiente para
resistir el desgaste,
tamaos en rango de 50-500 micrmetros da, un espectro de tamaos
con
relacin del ms grande al ms pequeo en el rango de 10-25.
2. Los catalizadores de ruptura son miembros de una amplia clase
caracterizada por
dimetros de 30-150 micrmetros, densidad de 1.5 g/mL o menos, una
apreciable
expansin del lecho antes de se establezca en, un mnimo burbujeo
con velocidadsuperior a la velocidad mnima de fluidizacin, y la
rpida separacin de las
burbujas.
3. El otro extremo de partculas sin fluidizacin se caracteriza
por su arena gruesa y
perlas de vidrio ambos han sido objeto de numerosas
investigaciones de
laboratorio. Sus tamaos en el rango 150-500 micrmetros,
densidades de 1.5-4.0
g/mL, pequea ampliacin del lecho, sobre la misma magnitud de
burbujeo
mnimo y velocidades mnimas de fluidizacin, y tambin rpida
separacin de las
burbujas.
4. La cohesividad de las partculas y tamaos de partcula de 1mm o
ms no fluidizan
bien y usualmente son procesadas en otros medios.
5. Las correlaciones de aspereza se han hecho de la velocidad
mnima de
fluidizacin, velocidad mnima de burbujeo, expansin del lecho,
nivel de
fluctuacin del lecho, y separacin de altura. Los expertos
recomiendan, no
obstante, que ningn diseo real sea basado en el trabajo de una
planta piloto.
6. Las operaciones prcticas son realizadas en dos o ms mltiplos
de la velocidad
mnima de fluidizacin. En reactores, el material arrastrado es
recuperado con
ciclones y regresado al proceso. En secadores, las partculas
finas se secan ms
rpidamente por lo que el material arrastrado no necesita ser
reciclado.
INTERCAMBIADORES DE CALOR
1. Tome el flujo a contracorriente verdadero en un depsito y del
tubo del
intercambiador como base.
2. Los tubos estndar son de in. OD, de espaciamiento triangular,
16 ft longitud; un
deposito de 1 ft/da acomodado 100 ft2; 2 ft/ da, 400 ft2,
3ft/da, 1100 ft2.
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3. El lado del tubo es corrosivo por, incrustaciones, escalar, y
los fluidos de alta
presin.
4. Parte del depsito es para los lquidos viscosos y de
condensaciones.
5. Las cadas de presin son de 1.5 psi por ebullicin y 3 9 psi
para otros servicios
6. La temperatura mnima es de 20F con refrigerantes normales,
10F o menos, con
refrigerantes.
7. La temperatura de entrada del agua es de 90 F, y de salida de
120 F
8. Los coeficientes de transferencia de calor para la estimacin
de efectos, Btu/(h)
(sqft) ( F): agua a liquido, 150; condensadores, 150; liquido a
liquido, 50;
liquido a gas, 5; gas a gas, 5;caldera, 200. Flujo mximo en
calderas, 10000Btu/
(h)(sqft).
9. El intercambiador de doble tubo es competitivo en tareas que
requieren 100-
200 sq ft.
10. Los intercambiadores compactos (placa y aleta) tienen 350
sqft/Curt, y
alrededor de 4 veces la transferencia de calor por Curt de cmara
de unidades.11. Los intercambiadores de placa y marco son adecuados
para los altos servicios
de saneamiento, y son 25-50% ms baratos en la construccin de
depsito
inoxidable y tubo de unidades.
12. Enfriadores de aire: Los tubos son de 0.75-1.00 in OD, el
total de superficie con
aletas es 15-20 sqft/sqft superficie, U=80-100 Btu/(hr)(sqft
superficie)(F),
entrada de energa del ventilador 2-5 Hp/(MBtu/hr), el
acercamiento a 50F o
ms.
13. Calentadores encendidos: tipo radiante, 12000Btu/(hr)(sqft);
tasa de
conveccin, 4000; velocidad fra del tubo de aceite, 6 ft/seg,
aproximadamente
igual a las transferencias de calor en las dos secciones; 70-75%
de eficiencia
trmica, temperatura de los gases de combustin 250-350F por
encima de la
alimentacin de entrada; temperatura de la pila del gas
650-950F.
AISLAMIENTO
1. A 650F, 85% el magnesio es ms usado.
2. A 1600 1900F, se usa una mezcla de asbesto y tierra.
3. Cermica a las temperaturas ms altas.
4. El equipo Cirogenico (-200F) emplea aislantes con poros finos
en los cuales el
aire es atrapado.
5. El espesor ptimo vara con la temperatura: 0.5 pulgadas a
200F, 1 pulgada a
400F, 1.25 pulgadas a 600F.
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6. Bajo condiciones de viento (7.5 millas/hora), 10 20% ms en
espesor de
asilamiento es justificado.
MEZCLA Y AGITACIN
1. La agitacin suave es obtenida por recirculacin del liquido
con un impulsor de
velocidad superficial de 0.1 0.2 ft/sec, y una agitacin intensa
de 0.7 1.0 ft/sec.2. Las intensidades de la agitacin desconocidas
de los impulsores en el tanque son
medidas por la entrada de energa, HP/1000gal, y una velocidad
del impulsor
recomendada.
Operacin HP/1000 galVelocidad
recomendada (ft/s)
Mezcla 0.2-0.5
Reaccin de homogenizacin 0.5-1.5 7.5-10
Reacciones con transferencia de calor. 1.5-5.0 10-15
Mezcla liquido - liquido 5 15-20
Mezcla liquido gas 5-10 15-20
Mezclas 10
3. La proporcin de un tanque agitado en relacin con el dimetro,
D: nivel de
lquido=D; dimetro del rotor de la turbina=D/3; nivel del
impulsor sobre la parte
inferior =D/3; ancho de la aspa del impulsor=D/15; cuatro
deflectores verticales
con anchura = D/10.4. Los impulsores son hechos a un mximo de 18
pulg., y el impulsor de la turbina de
9 ft.
5. Las burbujas de gas son esparcidas en el fondo del recipiente
logrando resultados
en la agitacin suave con una velocidad superficial del gas de
1ft/min., y una
agitacin fuerte de 4 ft/min.
6. La suspensin de slidos con una velocidad estable de 0.03 ft/s
fue realizada con
cada turbina o con el rotor de los propulsores, pero cuando la
velocidad se
estabiliza, es necesario estar por encima de 0.15 ft/s de la
agitacin intensa con un
propulsor.
7. La energa para manejar una mezcla de gas y una de lquido
puede ser de 25-50%
menos que la energa para manejar un solo liquido.8. Los
mezcladores en lnea son adecuados cuando un segundo o dos de tiempo
de
contacto es suficiente, con entrada de energa de 0.1 0.2
HP/gal.
AGRANDAMIENTO DEL TAMAO DE PARTCULAS
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1. los principales mtodos de alargamiento de partculas son:
comprensin en un
molde, extraccin atreves de un troquel seguido por el cortado o
rompimiento del
tamao, globulacin del material fundido seguido por
solidificacin, aglomeracin
bajo rotacin o otra condicin de agitacin con o sin agente
adherible.
2. Rotacin en tambores granuladores que tengan un rango de
longitud a dimetro
de 2-3, velocidad de 10 20 rpm, una inclinacin no mayor a 10
grados. El tamaoes controlado por la velocidad, residencia del
tiempo, y cantidad de cubierta; 2-5
mm de dimetro es comn
3. el granulador rotatorio de disco produce una mejor
uniformidad que un
granulador de tambor, los fertilizantes son de 1.5- 3.5 mm;
mineral de hierro 10
25 mm de dimetro.
4. La compactacin del rollo y la briqueta se hace con un rodillo
con un rango entre
130mm de dimetro por 50mm de ancho a 910 mm de dimetro por 550
mm de
ancho. Las Extrusiones son hechas de 1- 10 mm de espesor y son
rotas debajo
del tamao por alguna necesidad del proceso como alimentos para
maquinas de
tabletas o para secadoras.
5. Las tabletas estn hechas en maquinas de comprensin rotatoria
que convierten
en polvos o grnulos en tamaos uniformes. El dimetro mximo
usado
usualmente es cercano a de 1,5 plg, pero un tamao especial
arriba de 4 plg de
dimetro es posible.las maquinas operan a 100rpm o mas y hacen ms
de 10 000
tabletas/min.
6. Los extrudes hacen pellets comprimiendo los polvos, pastas y
fundidos atreves de
una embutidora y luego se cortan en 8 plg. El tornillo tiene una
capacidad de 2000
lb/h de plstico fundido y puede extrudir en el tubo de 150 300
ft /min y se cortan
en tamaos tan pequeos como lavados a 8000/min. E orificio del
anillo, del
molino de estruccin tiene dimetros de 1.6 32 mm. Los valores de
produccin
cubren un rango de 30 200 lb/(h)(HP)7. Torresprillingconvierten
los materiales fundidos in gotitas y luego se solidifican en
contacto con una corriente de aire las torres usadas son de 60 m
de altura.
Econmicamente el proceso llega a ser competitivo con otros
procesos de
granulacin cuando alcanza una capacidad de 200 400 ton/da. por
ejemplo
cantidad de prills de nitrato son de 1.6 a 3.5 mm de dimetro en
el rango de 5-
95%.
8. El fluido granulacin es conducido en camas superficiales de
12 24 plg. De
profundo a velocidades de aire de 0.1 a 2.5 m/s o 3-10 tiempos
de velocidad
mnima de fluido con rangos de 0.005 1.0 kg/m2. s. un producto
tiene un rango
en tamao de 0.7 a 2.4 mm de dimetro.
TUBERIAS
1. Velocidades lineales y cada de presin, con dimetro lineal D
en pulgadas: liquido
a la descarga de la bomba, (5+D/3) pies/seg., 2.0 psi/pie;
liquido en la succin de
la bomba, (1.3+D/6) pies/seg., 0.4 psi/pie; vapor o gas, 20D
pies/seg., 0.5
psi/100pies.
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2. Las vlvulas de control requieren por lo menos una cada
de10psi de para un
buen control.
3. Las vlvulas de globo se usan para gases, para control y
dondequiera que se
requiera cierre hermtico. Las vlvulas de compuerta son para
muchos otros
servicios.
4. Los accesorios atornillados solo se usa en tamaos de 1.5
pulgadas. y ms
pequeos, pestaas o si no soldando.
5. Accesorios y pestaas se consideran de 150, 300, 600, 900,
1500 o 2500 psig.
6. El nmero de horas tubera = 1000P/S, aproximadamente, donde
Pes la presin
interna en psig. y S la tensin de trabajo permisible (alrededor
de 10,000 psi por
A120 acero al carbn a 500F). 40 horas es el ms comn.
BOMBAS
1. Potencia para el bombeo de lquidos: HP = (gpm) (diferencia
psi) / (1714)(eficiencia fraccional).
2. La succin normal de la bomba de cabeza (NPSH), debe ser en
exceso de un
cierto nmero, dependiendo del tipo de las bombas y las
condiciones, si el dao se
debe evitar. NPSH = (la presin en la ojo del impulsor - la
presin de vapor) /
(densidad). El rango comn es 4-20 pies
3. Velocidad especfica Ns= (rpm) (gpm)0.5 / (cabeza en
pies)0.75. La bomba puede
ser daada si ciertos lmites de rea Ns. es superado, y la
eficiencia es mejor en
algunos rangos.
4. Bombas centrifugas: una etapa para 15-5000 gpm, mximo 500
pies, cabeza;
mltiple etapa para 20-11000 gpm, 5500 pies mx cabeza. Eficiencia
45% a 100
gpm, el 70% a 500 gpm, el 80% en 10000 gpm.
5. Bombas axiales para 20-100000 gpm, la cabeza de 40 pies,
65-85% de eficiencia.
6. Rotacin para bombas 1-5000 gpm, 50000 pies cabeza. 50-80%
eficiencia.
7. Reciprocando bombas para 10-10000 gpm, 1000000 pies cabeza
mx.
Eficiencia del 70% a 10 HP, 85% a 50 HP, 90% a 500 HP.
REACTORES
1. El rango de reaccin en cada caso debe establecerse en el
laboratorio, y el tiempo
de residencia o deben velocidad espacial y distribucin del
producto
eventualmente debe ser encontrada en una planta piloto.
2. Las dimensiones de partculas de la catlisis son de 0.1 mm
capas fluidas, 1 mmen capas mezcladas y 2-5 mm en las capas
fijas.
3. Las proporciones ptimas de batido del tanque reactor tienen
un nivel de lquido
igual al dimetro del tanque, pero a presiones altas las
proporciones son
estrechamente econmicas.
4. La potencia de entrada de un tanque de batido de reaccin
homognea es de 0.5
a 1.5 HP/1000 Gal. Pero tres veces esta cantidad cuando el calor
es transferido.
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5. El comportamiento ideal del CSTR (Tanque Reactor de Batido
Continuo) se acerca
cuando el tiempo de residencia es de 5 a 10 veces la longitud
del tiempo
necesitado para alcanzar la homogeneidad, el cual es logrado con
500 a 2000
revoluciones de un batido propiamente designado.
6. Las reacciones en lote son conducidas en tanques de batido
para producciones
diarias de pequea proporcin o cuando el tiempo de reaccin es
largo o cuandoalgunas condiciones como el rango de alimentacin o la
temperatura tiene que ser
programada de alguna manera.
7. Las reacciones relativamente lentas de batido y mezclas son
conducidas en
tanque de batido continuo. Una batera en serie de 4 o 5 es ms
econmica.
8. Los reactores de flujo tubular se establecen para grandes
producciones con
tiempos de residencia cortos, (segundos o minutos) y cuando
substancialmente
transfieren calor tambin son usados. Los tubos empotrados y la
construccin de
tubos y carcasas son usados tambin en este caso.
9. En el condensado del catalizador de un reactor granular la
distribucin del tiempo
de residencia regularmente no es mejor que las 5 etapas de la
batera del CSPR.
10. Para conversiones abajo del 95% del equilibrio, la actuacin
de las 5 etapas de la
batera CSTR alcanza el flujo mximo.
REFRIGERACIN
1. Una tonelada de refrigeracin es la remocin de 12 000 Btu/h de
calor.
2. Para varios niveles de temperatura: 0-50F, salmuera enfriada
y soluciones de
glicol; -50 a 40F, amonaco, fren, butano; -150 a -50F, etano o
propano.3. Para refrigeracin por compresin con 100F el condensador
requiere estos
HP/ton en los distintos niveles de temperatura: 1.24 en 20F,
1,75 en 0F, 3.1 en
-40F, 5.2 en -80F.
4. Por debajo de -80F, cascadas de dos o tres refrigerantes son
usados.
5. En una sola etapa de compresin, la relacin de compresin est
limitada a
alrededor de 4.
6. En la compresin gradual, la economa se mejora con
inter-etapas flash y el
reciclaje, operacin supuesta del economizador.
7. Absorcin de la refrigeracin (amoniaco a -30F,bromuro de litio
a 45F) es
econmica cuando los residuos de vapor estan disponibles a 12
psig o menos.
SEPARACIN DE PARTCULAS POR TAMAO
1. Grupo de tamices que se construyen de barras paralelas en
espaciado adecuado,
se utilizan para eliminar los productos de ms de 5 cm de
dimetro.
2. Pantalla cilndrica rotatoria, gira a 15-20 rpm y por debajo
de la velocidad crtica,
son adecuados para el cribado en hmedo o seco en el rango de
10-60mm.
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3. Pantallas planas vibratorias o sacudidas o golpeadas con
pelotas de rebote. Las
pantallas inclinadas vibran a 600-7000 golpes / min y se
utilizan por debajo de 38
m, aunque la capacidad disminuye drsticamente por debajo de 200
m. Las
pantallas reciprocantes operan en el rango de 30-1000 golpes /
min y manejan
tamaos debajo de los 0,25 mm a las velocidades ms altas.
4. Cernidores rotativos, operan a 500-600 rpm y se adaptan a una
gama de 12 mm a50 m.
5. Clasificacin por aire es preferible para tamaos finos porque
las pantallas de 150
mesh y finas, son frgiles y lentas.
6. Clasificadores hmedos se utilizan principalmente para hacer
dos gamas de
producto en cuanto a tamao, sobre tamao y tamao inferior, con
una pausa
normalmente en el rango entre 28 y 200 mesh. Un rastrillo
clasificador opera en
cerca de 9 golpes / min cuando hace la separacin a 200 mesh, y
32 golpes / min
a 28 mesh. El contenido de slidos no es crtico, y el
desbordamiento puede ser
del 2-20% o ms.
7. Hidrociclones manejados hasta 600 cuft / min y pueden
eliminar las partculas en
una gama de 300-5 micras de las suspensiones diluidas. En un
caso, a 20
pulgadas de dimetro, la unidad tena una capacidad de 1000 gpm,
con una cada
de presin de 5 psi y un corte de entre 50 y 150 m.
UTILIDADES: ESPECIFICACIONES GENERALES
1. Vapor: 15-30 psig, 250-275F; 150psig, 366F; 400psig, 448F;
600psig, 488F o
con 100-150F sobrecalentado.
2. Enfriamiento de agua: suministrar a 80-90F desde la torre de
enfriamiento,
regresar a 115-125F; regresar agua de mar a 110F, regresar agua
templada o
vapor condensado por encima de 125F.
3. Suministra aire frio a 85-95F; temperatura cercana al
proceso, 40F.
4. Aire comprimido a niveles de 45, 150, 300, o 450psi.
5. Usar aire a punto de roco a 45psig, 0F.
6. Combustibles: gas de 1000Btu/ SCF a 5-10psig o arriba de
25psig para algunos
tipos de quemadores; liquido a 6 millones Btu/barril.
7. Fluidos de transferencia de calor: aceites de petrleo debajo
de 600F, dowtherms
debajo de 750F, sales de fusin debajo de 1100F, fuego directo o
electricidad
por encima de 450F.
8. Electricidad: 1-100Hp, 220-550V; 200-2500Hp, 2300-4000V.
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RECIPIENTES (TAMBORES)
1. Los tambores son recipientes relativamente pequeos para
proporcionar la
capacidad o la separacin de fases arrastradas.2. Los tambores
lquidos son generalmente horizontales.
3. El gas/el lquido son los separadores verticales.
4. La longitud ptima/dimetro=3, pero una rango de 2.5-5.0 es
comn.
5. El tiempo de la interrupcin es 5 min la mitad de los tambores
de reflujo, 5-10
minutos para un producto que alimenta otra torre.
6. En los tambores de alimentacin del horno, se permiten 30 min
medio lleno.
7. Los tambores de batera antes de los compresores no deben
llevar menos de 10
veces el volumen del lquido que pasa sin embargo por minuto.
8. Separadores lquido/lquido estn diseados para la solucin de la
velocidad de 2-
3 min.
9. Velocidad del gas en gas/lquidos separadores, ft/seg, con
K=0.35 con la malla de arrastre.
10.El arrastre de eliminacin del 99% se logra con la malla de
arrastre de 4-12 de
espesor es popular.
11. Para los cojines verticales, el valor del coeficiente en el
paso 9 es reducido por un
factor de 2/3.
12. El buen funcionamiento se puede esperar en las velocidades
de 30-100% de sos
calculados con la k dada, el 75% es popular.
13.Separacin de espacios de 6-18 adentro delante del cojn y 12
adentro sobre el
cojn son adecuados.
14. Los separadores ciclnicos pueden ser diseados para la
recoger el 95% de 5 mnecesario ser eliminado.
RECIPIENTES (PRESIN)
1. Diseo de la temperatura entre -20 F y 650 F por encima de la
temperatura de
funcionamiento; mayor uso de los mrgenes de seguridad estn fuera
del rango de
temperatura dado.
2. La presin es de 10% o 10-25 psi en la presin mxima de
funcionamiento, lo que
sea mayor. La presin mxima de funcionamiento, a su vez, se toma
como 25 psi porencima de la operacin normal.
3. Presiones de diseo de los buques que operen en 0-10 psig y
600-1000 F son 40
psig.
4. Para la operacin de vaco, la presin de diseo de 15 psig y el
pleno vaco.
5. Espesores mnimos de pared de rigidez: 0,25 pulgadas por 42
pulgadas de
dimetro y bajo, de 0,32 pulgadas 42-60 pulgadas de dimetro Y
0.38 pulgadas
durante ms de 60 pulgadas de dimetro.
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6. De corrosin de 0,35 pulgadas conocido condiciones corrosivas,
0,15 pulgadas no
corrosivo para los arroyos, y de 0,06 pulgadas de vapor y aire
tambores receptores.
7. Permisible de trabajo se destaca una cuarta parte de la ltima
resistencia del
material.
8. Mximo admisible de estrs depende fuertemente de la
temperatura.
Temperatura (F) -20-650 750 850 1000
Acero de baja
aleacin SA203 (psi)18750 15650 9550 2500
Inoxidable
tipo 302 (psi)18750 18750 15900 6250
LOS VASOS (TANQUES DE ALMACENAMIENTO)
1. Para menos de 1000gal, use los tanques verticales sobre las
piernas
2. Entre 1000 y 10000gal, use los tanques horizontales en los
apoyos de concreto
3. Ms all de 10000gal, use los tanque verticales en la fundacin
de concreto
4. Los lquidos sujetos a perder respiracin pueden almacenarse en
tanques con
flotadores o una cubierta extendida para la conservacin
5. La obra muerta es 15% de bajo de 500gal y 10% sobre 500gal de
capacidad
6. A menudo la capacidad de treinta das es especificado por
materiales crudos y
productos, pero depende de los horarios del equipo de
transporte
7. Las capacidades de almacenamiento en tanques son por lo menos
1.5 veces el
tamao de del equipo de transporte; por ejemplo, tanques de
7500gal en taques,
tanque de 34500gal en carro, y casi capacidad ilimitado en
barcos y buques,
