Garca Hernndez Fernando

Martnez ngeles Efran

Ordoez Barrera Cynthya Edn

Paredes Ramrez Jair

METODO DE SOUDER-BROWN

Se utiliza para obtener la velocidad de vapor mxima permitida en recipientes de separaciones lquido-vapor.

Este mtodo supone que la velocidad mxima

permisible del vapor dentro de la columna , es aquella que origina una fuerza de empuje hacia arriba igual a la fuerza de atraccin que ejerce la gravedad sobre las gotitas del lquido formadas. Lo anterior implica que el arrastre del lquido al plato superior es despreciable.

METODOLOGIA

1) Calcular la velocidad mxima permitida de vapor en el recipiente. Ecuacin de Souders-Brown:

W= masa velocidad de vapor mxima permisible. L=densidad del lquido, Kg/m3. V= densidad del vapor, Kg/m3 C=Constante adimensional cuyo valor depende de detalles

del plato y de la tensin superficial del lquido.

VALORES RECOMENDADOS PARA C

La GPSA recomienda los siguientes valores de C a las siguientes presiones de operacin): * A presin de 0 bar C=0.107m/s. * A presin de 7 bar C=0.107m/s. * A presin de 21 bar C=0.101m/s. * A presin de 42 bar C=0.092m/s. * A presin de 63 bar C=0.083m/s. * A presin de 105 bar C=0.065m/s. NOTA: C=0.107 a una medida de presin de 7 bar. Se resta 0.003 por cada 7 bar arriba de una presin de 7 bar. Para soluciones de glicoles y aminas, multiplicar valores de k por 0.6 a 0.8.

En ocasiones se recomienda usar un factor de seguridad del 10 al 20 %, dividiendo W entre 1.10 a 1.20

Si se trabaja a presiones comprendidas entre .35 a 17.5 kg/cm2.

El dimetro obtenido y se ajusta mediante el mtodo de Bolles.

W

VD f

4

PROBLEMA En cierto proceso industrial se requiere disear una torre de

destilacin para purificar una mezcla de n pentano

isopentano, para lo cual se emplean cachuchas de burbujeo

como dispositivo de contacto, el diseo preliminar indica una

columna con 28 platos requeridos y el balance de materia y

energa

proporcionan los siguientes datos:

Propiedades del material:

Densidad del liquido a 74 c ----------------0.6800 g/cm^3

Densidad del vapor a 74 c------------------0.0077 g/cm^3

Tensin superficial a 74 c-------------------26.5 dinas/cm

Flujos esperados:

Gasto mximo del liquido--------------------72,500 kg/hr= 29.62

L/seg.

Gasto mximo del vapor---------------------64,000

kg/hr=2.31m^3/seg.

Gastos mnimos 60%de los gastos mximos.

Condiciones de operacin:

Temperatura------------------------------------74 c

Presin-------------------------------------------1.8 atm

Determine: 1. - Dimetro de la torre. a) .-Usando el mtodo de Souders-Brown. b).- Empleando el mtodo de Bolles. 2.-Distribucin de las reas en el plato. 3.- Altura del vertedero de salida y el sello de la mampara. 4.- Especificacin general de las cachuchas de burbujeo. 5.- Tipo de flujo y la distancia entre platos. 6.- La dinmica del plato (verificacin hidrulica de la torre).

A.-Materiales de construccin:

1.-El material para cachuchas recomendable es de aleacin resistente a la

corrosin.

2.-Para la coraza ,el piso del plato y soportes del mismo, el acero al

carbn es satisfactorio.

B.-Calculo del dimetro de la columna.

1.-METODO DE SOUDERS-BROWN.

De acuerdo a la tabla 2 pg.. 23, se selecciona una

distancia entre platos tentativa de 61cm .(24) sujeta a

cambiarse si es necesario.

Con dEp=61cm y con tensin superficial=26.5 dinas/cm de la Fig.10 se obtiene:

C=205,000 m/hr

Obteniendo C=205,000 m/hr

Aplicando la Ec. 1 de la pag.18:

Mtodo de Bolles 1.- De acuerdo ala tabla N 5 pg. 29, se

seleccionan cachuchas de 7.6 cm o 10.16 cm. (4) de dimetro nominal de aleacin resistente a la corrosin.

2.-De tabla N6 pg.30 se eligen dimensiones de las cachuchas entramos con 10.16 de tamao nominal acero al carbn.

Dext=10.39 cm

Dint=9.84 cm

N ranuras=26

Mr=3.175 cm

Mr.- Es la altura de ranura

Se obtiene el rea de ranuras mnimas para el manejo del flujo mximo de vapor esperado se obtiene con.

Donde:

Ar= area de ranuras por cachucha

Cr=Constante que depende dela forma de la ranura

R=ancho de la ranura en la parte superior entre el ancho de la ranura en la parte inferior

=

De la tabla N 8 se elije la ranura mas eficiente en este caso trapezoidal R=0.5 y Cr=0.141

Despejamos Ar:

Sustituyendo valores:

=

+

=2.5393

3

0.141 3.175 +0.68 0.007

0.007

= 1.031 2

Selecciona una distancia entre faldas de la cachucha de 2.54 por lo que el espacio es:

Sustituyendo:

El espaciado del 25% de dimetro de la cachucha para que el coeficiente de distribucin de vapor disminuya para que el gradiente hidrulico sea bajo

=

*100

=2.54

10.39*100= 25 %

Para el calculo del rea necesaria para la colocacin de la cachucha. Entramos a la tabla N1 con =25 y con el tamao de la cachucha que es de 10.16 se lee el factor = 0.36

Sustituyendo valores se obtiene:

Suponiendo que el rea de colocacin delas cachuchas ocupa el 60 % del rea de la torre.

=

= 1.031 2

0.36= 2.8637 2

=

%

=2.8637

0.60= 4.7728

Calculamos el dimetro total:

De acuerdo con la tabla N5 se observa que la cachucha seleccionada es la adecuada al dimetro dela torre.

=

0.785

=4.7728

0.785= 2.4658