operaciones auxiliares

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Maria Alejandra Hernandez Diana Carolina Buitrago Mary Alejandra Loza Lina Maria Gamba Diana Almario Guio Derly Lorena Pérez

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Page 1: Operaciones auxiliares

Maria Alejandra Hernandez

Diana Carolina Buitrago

Mary Alejandra Loza

Lina Maria Gamba

Diana Almario Guio

Derly Lorena Pérez

Page 2: Operaciones auxiliares

SISTEMA DE PROCESOS INDUSTRIALES

EQUIPO DE PROCESOS

EQUIPO DE CONTROL DE LA

CONTAMINACION DEL AIRE

VENTILADOR

Page 3: Operaciones auxiliares

Las campanas son el primer componente delsistema de control de la contaminación del aire yson de importancia crítica. Capturan loscontaminantes generados en los procesos para serllevados a los equipos de control de lacontaminación del aire.

Page 4: Operaciones auxiliares

Rol de la CAMPANA en un proceso industrial

Page 5: Operaciones auxiliares

Evitar Emisiones fugitivas

𝑒𝑚𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑓𝑢𝑔𝑖𝑡𝑖𝑣𝑎𝑠 =𝑒𝑚𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 − 𝑒𝑚𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑐𝑎𝑝𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑎𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑎

𝑒𝑚𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐ℎ𝑖𝑚𝑒𝑛𝑒𝑎 =

𝑒𝑚𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑐𝑎𝑝𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑎𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑎 ∗100−𝑛

100

Page 6: Operaciones auxiliares

Ejercicio Calcular las emisiones fugitivas y la emisión de la chimenea

• El proceso genera 100 lbm/hr de material particulado

• Eficiencia de colección en el sistema de control es 95%

• Eficiencia de captura de la campana es de 95%

𝐸𝑚𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛 𝐹𝑢𝑔 = 100𝑙𝑏𝑚

ℎ𝑟− 95

𝑙𝑏𝑚

ℎ𝑟=5𝑙𝑏𝑚

ℎ𝑟

𝐸𝑚𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛 𝐶ℎ𝑖𝑚𝑒𝑛𝑒𝑎 = 95𝑙𝑏𝑚

ℎ𝑟

100 − 95

100= 4,75

Page 7: Operaciones auxiliares

Ejercicio Calcular las emisiones fugitivas y la emisión de la chimenea

• El proceso genera 100 lbm/hr de material particulado

• Eficiencia de colección en el sistema de control es 95%

• Eficiencia de captura de la campana es de 90%

𝐸𝑚𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛 𝐹𝑢𝑔 = 100𝑙𝑏𝑚

ℎ𝑟− 95

𝑙𝑏𝑚

ℎ𝑟=10 𝑙𝑏𝑚

ℎ𝑟

𝐸𝑚𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛 𝐶ℎ𝑖𝑚𝑒𝑛𝑒𝑎 = 90𝑙𝑏𝑚

ℎ𝑟

100 − 95

100= 4,5

Page 8: Operaciones auxiliares

Principios de Operación de las Campanas

La presión dentro de la campana es mas baja que en

los alrededores

La campana debe estar muy cerca dela fuente

de emisión para asegurar una buena

captura

La velocidad del gas decrece cuando la distancia entre la

campana y la fuente incrementa

Page 9: Operaciones auxiliares

Velocidad de Captura

• Es la velocidad necesaria para superar lascorrientes de aire opuestas y para capturar elaire contaminado

Importancia de la

proximidad

Q = 𝑽𝒉 ∗ (𝟏𝟎𝑿𝟐 + 𝑨𝒉)

𝑄: 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑝𝑖𝑒3/𝑚𝑖𝑛

𝑋: 𝐷𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑠𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑎 ℎ𝑎𝑠𝑡𝑎 𝑙𝑎𝑓𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎𝑛𝑡𝑒

𝑉: 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑝𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 campana a una distancia X (pie/min)

𝐴: 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑎 𝑝𝑖𝑒2

Page 10: Operaciones auxiliares

Ejercicio• La velocidad de captura recomendada para cierta entrada de

contaminantes de 16 pulg. de diámetro de la campana es300pie/min. Cual es el flujo volumétrico requerido para lassiguientes distancias desde la campana?

a) x= 12 in𝐴 =

𝜋𝐷2

4=𝜋 ∗ 16𝑖𝑛 ∗

1 𝑝𝑖𝑒12 𝑖𝑛

2

4= 1,40𝑝𝑖𝑒2

𝑄 = 300𝑝𝑖𝑒

𝑚𝑖𝑛∗ 10 ∗ 1𝑝𝑖𝑒2 + 1,40𝑝𝑖𝑒2 = 3,420

𝑝𝑖𝑒3

𝑚𝑖𝑛

a) x= 24 in

𝑄 = 300𝑝𝑖𝑒

𝑚𝑖𝑛∗ 10 ∗ (2𝑝𝑖𝑒)2 + 1,40𝑝𝑖𝑒2 = 12,42

𝑝𝑖𝑒3

𝑚𝑖𝑛

Page 11: Operaciones auxiliares

Diseños para mejorar el rendimiento

Corriente Caliente

Flange

Campana de vaivén

Bafles laterales

Page 12: Operaciones auxiliares

MONITOREO de la eficiencia de la Campana

• La presión estática de la campana debe sermonitoreada para asegurar que se mantiene elcaudal de gas apropiado.

𝑺𝑷𝒉 = 𝑽𝑷𝒅 + 𝒉𝒆

Presión estática de la

campana (inWC)

Presión Velocidad

(inWC)

Perdida a la entrada de la

campana (inWC)

Page 13: Operaciones auxiliares

𝒉𝒆 = 𝑭𝒉 ∗ 𝑽𝑷𝒅En general cuanto mas suave sea la

entrada a la campana menor

será su coeficiente de perdida

𝑽𝑷𝒅 = 𝝆𝒈 ∗𝑽𝒅

𝟏𝟎𝟗𝟔, 𝟕

𝟐

DIFERENCIA ENTRE VPd y Vd

𝒉𝒆: Perdida entrada𝑭𝒉: 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎

𝑽𝑷𝒅: Presión de velocidad (inWC)

𝑽𝑷𝒅: Presión de velocidad (inWC)𝝆𝒈: Densidad del gas (lb/𝑝𝑖𝑒3)

𝑽𝒅:Velocidad del gas en el ducto (Pie/min)

Page 14: Operaciones auxiliares
Page 15: Operaciones auxiliares

Ejercicio

• Una campana que sirve en una operación de inmersión de

pintura tiene una presión estática de 1,10 in WC. La presiónestática base de la campana fue de 1,70 in WC. Estimar el flujo degas bajo las dos condiciones siguientes

a) Condiciones presentes b) Niveles bases

(1,10 in WC) (1,70 inWC)

Page 16: Operaciones auxiliares

b) Niveles base (1,70 in WC)

𝑆𝑃ℎ = 𝑉𝑃𝑑 + ℎ𝑒

𝑆𝑃ℎ = 𝑉𝑃𝑑 + 𝐹ℎ 𝑉𝑃𝑑

𝑆𝑃ℎ = 𝑉𝑃𝑑 (1 + 𝐹ℎ)

𝑆𝑃ℎ

1 + 𝐹ℎ= 𝑉𝑃𝑑

1,70𝑖𝑛𝑊𝐶

1 + 0,93= 𝑉𝑃𝑑

0,88 in WC= 𝑉𝑃𝑑

𝑉𝑃𝑑 = 𝜌 ∗𝑉𝑑

1096,7

2

𝑉𝑃𝑑

𝜌1096,7 = 𝑉𝑑

0,88𝑖𝑛𝑊𝑐

0,0747𝑙𝑏𝑚/𝑝𝑖𝑒31096,7 = 3764,17

𝑝𝑖𝑒

𝑚𝑖

𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙: 𝑄 = 3764,17𝑝𝑖𝑒

𝑚𝑖𝑛∗𝜋(2𝑝𝑖𝑒𝑠)2

4

𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙: 𝑄 = 11819,9 𝑝𝑖𝑒3/𝑚𝑖𝑛

Page 17: Operaciones auxiliares

a) Condiciones presentes (1,10 in WC)

𝐹ℎ = 0,93∅ 𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜 = 2 𝑝𝑖𝑒𝑠

𝑆𝑃ℎ = 𝑉𝑃𝑑 + ℎ𝑒

𝑆𝑃ℎ = 𝑉𝑃𝑑 + 𝐹ℎ 𝑉𝑃𝑑

𝑆𝑃ℎ = 𝑉𝑃𝑑 (1 + 𝐹ℎ)

𝑆𝑃ℎ

1 + 𝐹ℎ= 𝑉𝑃𝑑

1,10𝑖𝑛𝑊𝐶

1 + 0,93= 𝑉𝑃𝑑

0,57 in WC= 𝑉𝑃𝑑

𝑉𝑃𝑑

𝜌1096,7 = 𝑉𝑑

0,57𝑖𝑛𝑊𝑐

0,0747𝑙𝑏𝑚/𝑝𝑖𝑒31096,7 = 3029,5

𝑝𝑖𝑒

𝑚𝑖

𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙: 𝑄 = 3029,5𝑝𝑖𝑒

𝑚𝑖𝑛∗𝜋(2𝑝𝑖𝑒𝑠)2

4

𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙: 𝑄 = 9517,5 𝑝𝑖𝑒3/𝑚𝑖𝑛

DISMINUCION DEL CAUDAL!!!

Page 18: Operaciones auxiliares

• Un decrecimiento en la presión estática de la

campana indica que el flujo de gas (Q) entrante

en la campana ha decrecido lo que provoca una

reducción en la eficiencia de la campana

mediante la reducción de las velocidades de

captura.

Page 19: Operaciones auxiliares

Velocidad de Transporte

DUCTOS

Page 20: Operaciones auxiliares

Diámetro

• Elemento clave al abordar la mínima velocidad de transporte.

• Si una sección del ducto tiene un diámetro mas grande que el necesario puede ocurrir probablemente sedimentación

• Si una sección del ducto es demasiado pequeña la caída de presión incrementara

Page 21: Operaciones auxiliares

Ejercicio

Un sistema de ducto transporta polvo seco con:

• requerimiento mínimo de velocidad de transporte de 2800 pie/min.

• El caudal = 978 pie3/min

Cual es el diámetro necesario del ducto en pulgadas para esta seccióndel ducto para mantener la mínima velocidad de transporte?

𝐴𝑑 =𝑄

𝑉𝑑=978 𝑝𝑖𝑒3/𝑚𝑖𝑛

2800 𝑝𝑖𝑒/𝑚𝑖𝑛= 0,349 𝑝𝑖𝑒2

𝐴 =𝜋𝐷2

4→ 𝐷 =

4𝐴𝑑𝜋

𝐷 =4(0,349 𝑝𝑖𝑒2)

𝜋= 0,667𝑝𝑖𝑒 = 8𝑖𝑛

Page 22: Operaciones auxiliares

Todo el equipo entre el dispositivo de captura y el dispositivo de control.

SOPORTE DE LOS CONDUCTOS

CONDUCTOS RECTOS

ACCESORIOS

DISPOSITIVOS (Control de Flujo)

Page 23: Operaciones auxiliares

Importancia de la presión

Debido a la posición usual del ventilador, los conductos están bajo presión estática

negativa

La variación de presión puede ir

hasta unas 20 Inch WC

Las condiciones de presión indican el tipo de conducto a

utilizar

Page 24: Operaciones auxiliares

Para la fabricación se debe tener en cuenta:

La corriente de gas, condiciones estructurales, costos de compra e instalación.

Metal Plástico

AceroAcero inoxidable

Aluminio

PVC Plástico reforzado con fibra de vidrio

Polietileno y Polipropileno

Page 25: Operaciones auxiliares

Componentes- Accesorios

Empata a otros conductos

Cambia la dirección de la corrientede gas conducida

Modifica la velocidad de lacorriente

Facilita la conexión de dos o máscomponentes o permite laexpansión/contracción cuandosurgen los esfuerzos térmicos.

CODOS

Page 26: Operaciones auxiliares

• Los más comúnmente utilizados son los de tipo(eles) y sirven para modificar la dirección del flujodel gas, estos se encuentran comercialmente de30°45°60° o 90°.

Page 27: Operaciones auxiliares

Las TE’s son usadas paracuando se hace necesarioconectar dos o más corrientesgaseosas.

En las TE’s rectas, lascorrientes convergen con unángulo de 90°, mientras queen las tes angulares laconexión es hecha a30°45°60°, o a algún otroángulo

TE’S

Page 28: Operaciones auxiliares

REDUCTORES

Estos son usados cuando deben unirse conductos de diferentes diámetros.

Concéntrico Excéntricos

El diámetro se estrechagradualmente

El diámetro disminuye completamente en un lado de la conexión.

Page 29: Operaciones auxiliares

SISTEMAS DE VENTILACIÓN

Las compuertas son utilizadas para regular el flujovolumétrico delineadas de acuerdo al mecanismo decontrol del flujo (de una sola cuchilla o de múltiplescuchillas), clasificación de presión (baja/ligera oalta/ pesada), y medios de control (manual oautomático).

Page 30: Operaciones auxiliares

SISTEMAS DE CONTROL

CAMPANA

SEPARADOR

VENTILADOR

CHIMENEA

SISTEMA CODUCCIÓN

La ventilación esuna de las técnicasmas importantes enel control decontaminantes.

La extracciónlocalizada permitecaptar elcontaminante ensu lugar de origenantes de que sedisperse.

Aplicación industrial en elcontrol de nivelesaceptables decontaminantes, control detemperatura y humedaddel gas, y la prevención deincendios o explosiones.

Page 31: Operaciones auxiliares

Los ventiladores son los dispositivos que suministranenergía al sistema para el movimiento del aire en el interiordel mismo. Siempre que sea posible, el ventilador secolocará después del separador, con objeto de que por élpase aire limpio y así evitar el deterioro del mismo porerosión de partículas o corrosión de las diversas sustancias.

Page 32: Operaciones auxiliares

Cla

sifi

cació

n

Según la presión

Baja presión inferior a 100 mm c.a.

Media presión 100 mm c.a. › P ‹300

mm c.a

Alta presión300 mm c.a. › P ‹1000

mm c.a

Según la dirección del flujo

Centrifugo

Axial

Page 33: Operaciones auxiliares

VENTILADOR AXIAL

• Cuenta con un conjunto de paletasmontadas en un eje giratorio alineadoen la dirección de movimiento de aire.

Son los más adecuados para el manejo degrandes volúmenes de un gasrelativamente limpio a una presiónestática baja.

Page 34: Operaciones auxiliares

AXIAL HELECOIDAL

DISEÑO ROTOR

• Baja eficiencia

• Construcción poco costosa

• Limitada a manejar bajas presiones

• Por lo general son cuchillas de bajo espesor unidas a un

pequeño centro

CARACTERISTICAS

Son de bajo rendimiento

Ventiladores aptos paramover grandes caudales deaire con bajas presiones.

La transferencia de energía seproduce mayoritariamente enforma de presión dinámica

DISEÑO CARCASA

Sencillo aro circular

Placa con orificio

Diseño de Venturi

Page 35: Operaciones auxiliares

AXIAL TUBE AXIAL

DISEÑO ROTOR

• Mas eficiente que el helicoidal

• Maneja presiones estáticas mas elevadas

• Por lo general son cuchillas

aerodinámicas o de espesor simple con

corte transversal

DISEÑO CARCASA

Tubo cilíndrico

Funcionamiento entre el rotor y el

tubo es cerrado.

CARACTERISTICAS• Se utiliza en algunos

sistemas industrialescomo hornos secos,cabinas de pintura yextracciones localizadasde humos.

• Ventiladores aptos paramover grandes caudalesde aire con presionesmedias.

Page 36: Operaciones auxiliares

AXIAL VANE AXIAL

DISEÑO ROTOR

• Alta eficiencia en presiones medias

• Cuchillas aerodinámicas, pueden ser fijas o de

ángulo ajustable

• Centro mayor al 50%

CARACTERISTICAS

Mantiene un flujo másuniforme y la posibilidadde obtener presionesmayores.

Maneja presiones altas conun flujo relativamentemedio.

La distribución corrienteabajo del aire es recta yuniforme.

DISEÑO CARCASA

Tubo cilíndrico estrechamente instalado en el diámetro de la puntas de

las cuchillas

Equipado con un conjunto de paletas de guía.

Page 37: Operaciones auxiliares

VENTILADORES CENTRIFUGOS

Un ventilador centrífugocuenta con rueda de compuestade una serie de aspas montadosalrededor de un centroide.

Consistir en un rotor montadosobre un eje que gira en unacarcasa de forma de cilíndrica.el aire entra en el extremo delcilindro, hace un giro de 90°, yes forzado a través de las aspasdel rotor, por la fuerzacentrífuga, a salir de la carcasacilíndrica.

Page 38: Operaciones auxiliares

MECANISMOS DE ACCIÓN• El accionamiento del ventilador determina la velocidad de la rueda del

ventilador y la medida en que esta velocidad se puede variar. Los tipos deunidades de ventilador se pueden agrupar en tres categorías básicas:

Page 39: Operaciones auxiliares

MECANISMO ÁCCIÓN CON CORREA

• Utilizan múltiples correas que giran sobre un conjunto de poleasmontadas en el eje del motor y el eje de la rueda del ventilador. Lascorreas transmiten la energía mecánica desde el motor al ventilador.

RPM fan = velocidad Ventilador (rpm) RPM motor = velocidad Motor (rpm) D fan = Diámetro de la polea del ventilador (in) D motor = Diámetro de la polea del motor (in)

𝑅𝑃𝑀𝑓𝑎𝑛 = 𝑅𝑃𝑀𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 ∗𝐷𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟

𝐷𝑓𝑎𝑛

Page 40: Operaciones auxiliares

TIPOS DE VENTILADORES CENTRIFUGOSUtiliza cuchillas curvas inclinada hacia la dirección derotación de la rueda del ventilador. Estos son especialmentesensibles a la acumulación de partículas y no se utilizanampliamente en sistemas de control de contaminación delaire.

Utiliza placas rectas, curvas, placas aerodinámicas de ánguloopuesto a la dirección de rotación. Son más eficientesenergéticamente que ventiladores radiales.

Utilizan aspas extienden en línea recta desde el centro. Se utiliza a menudo en corrientes de gas cargadas de partículas, ya que es el menos sensible a la acumulación de sólidos.

Page 41: Operaciones auxiliares

LEY DE VENTILADOR

• La velocidad de flujo de gas que se mueve a través del ventiladordepende de la velocidad de rotación de la rueda del ventilador. Amedida que aumenta la velocidad, el flujo de gas aumentaproporcionalmente

Q1 =baseline gas flow rate (acfm) Q2 = present gas flow rate (acfm)

RPM1 = baseline fan wheel rotational speed RPM2 = present fan wheel rotational speed

𝑄2 = 𝑄1𝑅𝑃𝑀2

𝑅𝑃𝑀1

Page 42: Operaciones auxiliares

La corriente de gas que se mueve a través del ventiladortiene un aumento de presión estática debido a la energíamecánica gastada por la rueda del ventilador en rotación.

AUMENTO DE LA PRESION ESTATICA

Fan SP1 = baseline fan static pressure (in WC) Fan SP2 = present fan static pressure (in WC)

RPM1 = baseline fan wheel rotational speed (rpm) RPM2 = present fan wheel rotational speed (rpm)

PRESION ESTATICA ACTUAL

𝐹𝑎𝑛𝑆𝑃 = 𝑆𝑃𝑜𝑢𝑡 − 𝑆𝑃𝑖𝑛 − 𝑉𝑃𝑖𝑛

𝐹𝑎𝑛𝑆𝑃2 = 𝐹𝑎𝑛𝑆𝑃1𝑅𝑃𝑀2

𝑅𝑃𝑀1

2

Page 43: Operaciones auxiliares

SELECCIÓN DEL VENTILADOR

• Actual flujo de aire de entrada / unidad de tiempo

• Presión estática del ventilador

• Densidad de gas en la entrada

• Características de polvo y carga

• Presión barométrica

• Velocidad del ventilador deseada

• Material explosivo o inflamable

• Accionamiento directo o por correa

• Requisitos de ruido

• Eficiencia del ventilador

• Diseños y las limitaciones de espacio

• Consideraciones operativas y de capital

Page 44: Operaciones auxiliares

Conductos verticales construidos para darsalida a los gases contaminantes,resultantes de una combustión o de unareacción química, con el fin de lograr sudispersión en la atmosfera.

Page 45: Operaciones auxiliares

Pueden ser o no forradas.

• Chimeneas cortas

Se instalan después de losdispositivos de control paradispersar los gases de escapepor arriba del nivel del sueloy de los edificioscircundantes.

No son mayores de 120 pies de

altura.

Fabricadas de acero, ladrillo o

plástico.

TIPO DE CHIMENEAS

El tipo de soporte depende de la

altura, peso, carga de vientos , sismos

entre otros.• Chimeneas Altas

Se producen mejores resultadoscuando el diámetro de la tuberíacoincide con el diámetro delaparato

Tienen hasta 1000 ft de altura.

Page 46: Operaciones auxiliares

Chimeneas Altas

(Industriales)•Importantes solicitaciones térmicas.

•Elevados caudales de gases a evacuar, en ocasiones altamente corrosivos.

•Gran contenido de elementos contaminantes

•Exigencias ecológicas.

Page 47: Operaciones auxiliares

PARTES

PRINCIPAL

ES

CARCASA

CONDUCTO O REVESTIMIENTO

ELEMETOS AUXILIARES

CORONA

CAMARA DE AIRE

FUSTE

CIMENTACIÓN

Page 48: Operaciones auxiliares

Fig. Placas anulares de hormigón.

Sirven de apoyo a los distintos tramos de revestimiento, estas se apoyan por ménsulas discontinuas que se anclan en el fuste.

Page 49: Operaciones auxiliares

Fig. Chimenea Unelco. Jinamar en las Palmas de Gran Canaria.

Page 50: Operaciones auxiliares

DISEÑO DE CHIMENEAS

Variables de gas residual

Razón volumétrica de entrada

TemperaturaComposición

química del gas

Page 51: Operaciones auxiliares

Parámetros estructurales

Espesor de la pared de la chimenea y del forro

Localización de la breaching opening

Tipos de soporte

Capacidad de carga de los cimientos

Módulos de resistencia y frecuencia de la vibración natural

Page 52: Operaciones auxiliares

Altura sobre el nivel del

marElevaciones y distribuciones

del edificio

Registros meteorológico

s

Datos topográficos

y sísmicos

Fluctuaciones de

temperatura ambiente

DATOS ESPECÍFICOS

DEL SITIO

Page 53: Operaciones auxiliares

Diámetro de la chimenea

Depende fundamentalmente de las condiciones de la corriente residual.

𝐷𝑆 = 1.128 (𝑄𝑐𝑈𝑐)1/2

𝑈𝑐: velocidad de salida de la chimenea (ft/min)

𝑄𝑐: razón de flujo volumétrico de salida (ft/minreales)

𝑈𝑐 afecta la altura de la pluma.

Para un buen diseño 𝑈𝑐 debe ser 1.5 veces la velocidad del viento.

𝑄𝑐 puede ser diferente de la razón de flujo volumétrico utilizada para diseñar el tamaño del sistema de conductos.

Page 54: Operaciones auxiliares

Velocidad de salida

• Esta afecta a la altura de la pluma (emanaciónvisible de una chimenea) una vez que sale .

• Una chimenea bien calculada, su flujo de gasdeberá ser 1,5 veces la velocidad del viento

Velocidades de salida de diseño (3000-4000ft/min).

Page 55: Operaciones auxiliares

Dispersión de las plumas

Page 56: Operaciones auxiliares

Fórmula de Briggs para la elevación

de la pluma

Page 57: Operaciones auxiliares

ALTURA DE LA CHIMENEA

Variables

Altura de la fuente Velocidad de salidaTemperatura del gas de la chimenea y la

ambiente

Page 58: Operaciones auxiliares

He= Hs+Hpr

Siendo:Hs: Altura de la chimenea desde el nivelde elevación del suelo hasta la base de lachimenea.Hpr: Altura de la elevación de la plumaen función de la velocidad de salida delgas y el diferencial de temperaturaHe: Altura efectiva.

Page 59: Operaciones auxiliares

Crédito máximo permisible de la

altura de la chimenea

Hs=Hb+1,5L

Hs: Altura de la chimenea desde el nivel de elevación del suelo hasta la base de la chimenea.

Hb: Altura de la estructura mas cercana medida desde el nivel del suelo.

L: dimensión menor (altura o ancho proyectado de la estructura cercana).

Page 60: Operaciones auxiliares

Tiro de la chimenea

Page 61: Operaciones auxiliares

Chimeneas Altas (Industriales)

•Importantes solicitaciones térmicas.

•Elevados caudales de gases a evacuar, en ocasiones altamente corrosivos.

•Gran contenido de elementos contaminantes

•Exigencias ecológicas.

Page 62: Operaciones auxiliares
Page 63: Operaciones auxiliares
Page 64: Operaciones auxiliares
Page 65: Operaciones auxiliares
Page 66: Operaciones auxiliares
Page 67: Operaciones auxiliares

Las válvulas tienen como función iniciar, detener oregular el paso de un fluido, mediante una pieza movibleque abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o masorificios.

Page 68: Operaciones auxiliares

VÁLVULAS PARA DESCARGA DE SÓLIDOS:

permite que los sólidos sean retirados de la tolva.

Slide gate

Rotary valve

Screw feeder

Double flap

valve

Page 69: Operaciones auxiliares

Válvula slide gate

Está especialmente diseñada para lamanipulación de sólidos secos en sistemasde transporte por gravedad y por vacío.

Fuente: http://www.carlaren.com/imagenes/vortex_vac_slide_gate.pdf

Page 70: Operaciones auxiliares

Válvula rotativa

Consiste en un rotor concavidades que gira dentro de unacarcaza cilíndrica.

Su uso en colectores de polvoevita la acumulación de materialen la tolva, impidiendo que laspartículas ya separadas seanarrastradas nuevamente hacia lasmangas.

UTILIZADA EN EQUIPOSCOLECTORES DE POLVO(CICLONES Y FILTROS DEMANGAS

Fuente: http://www.innovaing.com/tratamiento-de-

granos/ver/valvulas-rotativas

Page 71: Operaciones auxiliares

CARACTERÍSTICAS DE LAS VÁLVULAS

ROTATIVAS

Eliminación de polvo continuo Reduce el tiempo

y el costo de mantenimiento

del colector

Page 72: Operaciones auxiliares

VÁLVULA INCLINABLE POR GRAVEDAD

VÁLVULA INCLINABLE NEUMATICA MOTORIZADA

El peso del polvo abre automáticamente las válvulas

Funciona igual que la válvulapor gravedad con la excepciónque cilindros neumáticos abre ycierra automáticamente lascompuertas

se usan generalmente cuando sedevuelve el polvo a un sistemade retorno neumático continuoutilizando una aspiración másalta.

Page 73: Operaciones auxiliares

OTROS TIPOS DE VÁLVULAS

Válvulas de pulso

Válvulas de

diafragma

Válvula de

mariposa automati

zada

Válvulas solenoide

Page 74: Operaciones auxiliares
Page 75: Operaciones auxiliares

Cálculo de Válvulas para Gases

Se fundamenta en las expresiones deducidas para el KV y el CV .

En general para el cálculo de válvulas para manejar gases se utilizan lassiguientes fórmulas:

2

284

)(328

1

1

21

PP

P

GTQKv

PPP

GTQKv

Sn

Sn

Temperatura de servicio (ºK)

ºK =ºC + 273

n

Q

1

P

P

G

2

P

m3/hora

Peso específico del aire

Caída de presión (Kg/cm2)

Presión anterior(Kg/cm2)

Presión posterior (Kg/cm2)

Ts

)(2

Si 1 absP

P

)(2

Si 1 absP

P

Page 76: Operaciones auxiliares

n

Q

1

P

P

ft3 /horas.(Flujo de diseño) scfh

Peso específico relativo al aire.

Caída de presión. (p.s.i)

Presión anterior. (p.s.i) abs

Presión posterior. (p.s.i) abs

Temperatura de servicio. (ºR)

G

2

P

max25.1

460ºº

QQ

FR

n

S

T

Flujo de diseño.

1

21

385

)(963

P

GTQCv

PPP

GTQCv

Sn

Sn

)(2

Si 1 absP

P

)(2

Si 1 absP

P

Page 77: Operaciones auxiliares

NOTA: las formulas anteriores son utilizadas con presiones detrabajo menores de 7Kg/cm2 o 100psi. Para presiones mayores esnecesario compensar el Cv y el Kv, introduciendo en las respectivasformulas un factor de corrección por comprensibilidad, en lasiguiente forma:

)(2

Si,385

)(2

Si,)(963

)(2

Si,284

)(2

Si,)(328

1

1

1

21

1

1

1

21

absP

PP

ZGTQCv

absP

PPPP

ZGTQCv

absP

PP

ZGTQKv

absP

PPPP

ZGTQKv

Sn

Sn

Sn

Sn

Page 78: Operaciones auxiliares

Calculo del factor z: razón del volumen molar de un gas con

relación al volumen molar de un gas ideal a la misma temperatura y presión

Se calcula a partir de tabla utilizando las siguientes ecuaciones

r

r

r

r

T

P

T

P

absoluta crítica aTemperatur

absoluta entrada de aTemperatur

absoluta críticaPresión

absoluta entrada dePresión

Presión reducida

Temperatura reducida

)(

)(;

)(

)(11

absT

absTT

absP

absPP

C

r

C

r

Fórmula

Page 79: Operaciones auxiliares

Factor de compresibilidad

Page 80: Operaciones auxiliares

Problema:

Calcular la dimensión de la válvula que cumpla con las siguientesespecificaciones:

-Fluido : Gas

-Caudal máximo : 30500 m3/h=Q max

-Peso específico : 0.6 a 15ºC

-Temperatura de trabajo : 15ºC

-Caída de presión : 3 Kg/cm2

-Presión anterior: 7 Kg/cm2

Solución:

Comparando P con presión de entrada:

)(/5.32

/7)(

2

2

2

1 abscmKgcmKg

absP

5.33)(2

1 absP

P

Page 81: Operaciones auxiliares

Entonces:

)(32821

PPP

ZGTQKv Sn

Z=1

hmQQn

/38125max25.1 3

222

12/4/3/7 cmKgcmKgcmKgPPP

)(328

38125

21PPP

GTKv S

Page 82: Operaciones auxiliares

98.265

98.265)47(3

2886.0

328

38125

Kv

Kv

1.3111.31117.1 CvKvCv

KTS

º28827315

De tablas con, Cv = 311.1 la válvula debe tener un "5

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