PRACTICA N° 6 SIMULACION DE UN TERMOCOMPRESOR A VAPOR I OBJETIVOS · Describir el funcionamiento del termocompresor a vapor. · Describir las características principales del comprensor a vapor. · Determinar los caudales de funcionamiento del termocompresor pero con agua ya que el termocompresor es de plástico. · Determinar la cantidad de fluido que puede absorber de la línea de succión en basa a una unidad de tiempo. · Determinar el vacio generado en la línea de succión del termocompresor la cual será equivalente a la cantidad de fluido succionado de la alimentación II MARCO TEORICO TERMOCOMPRESOR Concepto: Es un dispositivo el cual sirve para aumento de presión de vapor flash o de baja presión, y su posterior reutilización. Termocompresor es aquel que comprime el vapor de baja presión presente en el sistema (generalmente flash), y así poder reutilizarlo o aprovechar su energía. Lo logra inyectando algo de vapor vivo al sistema a través de su cámara de mezcla. Utilizado principalmente en industria papelera. Los termocompresores son bombas a chorro de vapor que utilizan vapor de alta presión que se expande para arrastrar y comprimir vapor de baja presión a una presión intermedia. Los termocompresores son ampliamente empleados en evaporadores de leche y alimentos para captar y recomprimir vapores perdidos. La práctica de recomprimir un vapor para aumentar su temperatura y permitir nuevamente su uso, se llama TERMOCOMPRESION. Este principio encuentracontinuamente aplicaciones más amplias en la industria. En una fábrica de azúcar de caña bien diseñada o equilibrada, el vapor necesario para elproceso es aproximadamente un 15 % menor que la cantidad disponible procedente delescape de los turbogeneradores, o sea, que las necesidades de vapor de escape para laconcentración son muy superiores a las cantidades de vapor de escape disponibles. Unafábrica así debe entonces expandir una cantidad importante de vapor vivo, paracompletar su vapor de escape. Esta expansión se lleva a cabo generalmente en una válvulareductora sin obtener ningún beneficio. Dadas sus ventajosas posibilidades de ahorro devapor se podría hacer esta expansión en un termocompresor. Una cantidad determinadade vapor de alta se reduce hasta los parámetros de vapor de escape para complementarlas necesidades de vapor. 2. Aplicación: La práctica de comprimir un vapor para aumentar su presión y temperatura y permitirnuevamente su uso, se llama TERMOCOMPRESION. Este principio encuentra continuamente aplicaciones más ampliasen la industria. El termocompresor de inyección de vapor está diseñado para levantarbajas presiones de vapor con vapores de alta presión, mezclándolos con mucha exactitud.Las aplicaciones de termocompresores están, en su gran mayoría, concentradas en procesos que reutilizan vapor flash y en equipos que necesitan una presión algo mayo que la que el flash entrega. Un ejemplo típico de esto son las máquinas papeleras concascada de presión. 3. Características: Con sólo 3 componentes básicos; boquilla, cámara de mezcla o sección de mezclado ydifusor, el Termocompresor es un elemento altamente eficiente en términos energéticos.El equipo comprende, además, un actuador y posicionador electroneumático.La boquilla permite la expansión de la corriente o fluido motriz (también llamado primarioo actuante) hasta un estado con alta velocidad. El difusor incluye la sección de entrada dela corriente o fluido succionado (también llamado secundario); en esta cámara, el fluidosuccionado es arrastrado por el fluido motriz. La cámara de mezcla permite el mezcladoíntimo entre los fluidos motriz y succionado, lo que implica la aceleración del fluidoaspirado y la desaceleración del fluido mezclado (mezcla del motriz y el aspirado), con elconsiguiente aumento de presión. 4. Calculo del Termocompresor Dado que el termocompresor es un equipo que necesita un balance muy ajustado depresión motriz y presión de succión, cada aplicación es revisada y calculada por losingenieros de Kadant Johnson, para lo que se necesita la siguiente información en cadacaso: 5. Principales aplicaciones de termocompresores 1. Recirculación Los termocompresores son usados para recircular elvapor de arrastre o “blow thru” en la sección desecado. Si la válvula de Presión Diferencial está abierta durantela operación normal, una gran cantidad de energíase está desperdiciando. Esto es un indicativo de queel termocompresor existente no estáapropiadamente dimensionado para manejar elflujo.Los ingenieros de Kadant Johnson tienen elconocimiento y la experiencia para diseñar ydimensionar el termocompresor que cerrará elcircuito dentro de las condiciones de operación desu máquina de papel. Esto está garantizado. 2. Elevación de presión Los termocompresores son también usados paraelevar bajas presiones de vapor a niveles más altos,para obtener mayor capacidad de secado.Maximizar el uso de bajas presiones de vapor en unamplio rango de condiciones de operación es unaimportante tarea, para la cual Kadant Johnsonproveerá el termocompresor que se ajustará a losrequerimientos de su máquina, obteniendo el mejorrendimiento de ésta. Aplicación La práctica de comprimir un vapor para aumentar su presión y temperatura y permitir nuevamente su uso, se llama TERMOCOMPRESION. Este principio encuentra continuamente aplicaciones más amplias en la industria. El termocompresor de inyección de vapor está diseñado para levantar bajas presiones de vapor con vapores de alta presión, mezclándolos con mucha exactitud. Las aplicaciones de termocompresores están, en su gran mayoría, concentradas en procesos que reutilizan vapor flash y en equipos que necesitan una presión algo mayor que la que el flash entrega. Un ejemplo típico de esto son las máquinas papeleras con cascada de presión. Características Con sólo 3 componentes básicos; boquilla, cámara de mezcla o sección de mezclado y difusor, el Termocompresor es un elemento altamente eficiente en términos energéticos. El equipo comprende, además, un actuador y posicionador electroneumático. La boquilla permite la expansión de la corriente o fluido motriz (también llamado primario o actuante) hasta un estado con alta velocidad. El difusor incluye la sección de entrada de la corriente o fluido succionado (también llamado secundario); en esta cámara, el fluido succionado es arrastrado por el fluido motriz. La cámara de mezcla permite el mezclado íntimo entre los fluidos motriz y succionado, lo que implica la aceleración del fluido aspirado y la desaceleración del fluido mezclado (mezcla del motriz y el aspirado), con el consiguiente aumento de presión. Especificaciones Técnicas Generales de un Termocompresor Comercial Conexión vapor motriz 300 Material del cuerpo Acero fundido NormaASTMA216 Material del difusor Acero fundido NormaASTMA216 Actuador Neumático o eléctrico Soporte actuador Acero al carbono Posicionador Electroneumático Señal 4 a 20mA Calculo del Termocompresor Elevación de presión Dado que el termocompresor es un equipo que necesita un balance muy ajustado de presión motriz y presión de succión, cada aplicación es revisada y calculada por los ingenieros de Kadant Johnson, para lo que se necesita la siguiente información en cada caso: Presión motriz Presión de succión Presión de descarga Flujo de descarga Principales aplicaciones de termocompresores 1. Recirculación Los termocompresores son usados para recircular el vapor de arrastre o “blow thru” en la sección de secado. Si la Válvula de Presión Diferencial está abierta durante la operación normal, una gran cantidad de energía se está desperdiciando. Esto es un indicativo de que el termocompresor existente no está apropiadamente dimensionado para manejar el flujo. Los ingenieros de Kadant Johnson tienen el conocimiento y la experiencia para diseñar y dimensionar el termocompresor que cerrará el circuito dentro de las condiciones de operación de su máquina de papel. Esto está garantizado. 1. Recirculación Los termocompresores son también usados para elevar bajas presiones de vapor a niveles más altos, para obtener mayor capacidad de secado. Maximizar el uso de bajas presiones de vapor en un amplio rango de condiciones de operación es una importante tarea, para la cual Kadant Johnson proveerá el termocompresor que se ajustará a los requerimientos de su máquina, obteniendo el mejor rendimiento de ésta. IV MATERIALES · Cronometro · Agua · Colorante · Acopladores · Abrazaderas · Modulo de sitema de bombeo · Motor · Manometro · Cilindro de descarga · Hoja de cálculos · Calculadora V PROCEDIMIENTO · Observar la descripción de las partes del evaporador de película ascendente con circulación normal. · Medir el largo y el diámetro de los tubos intercambiadores de calor del evaporador de película ascendente con circulación normal. · Determinar el área total de los tubos intercambiadores de calor del evaporador de película ascendente con circulación normal. · Determinar la carga térmica del evaporador de película ascendente con circulación normal. VI DATOS · Dimensiones del largo de los tubos intercambiadores de calor del evaporador de película ascendente con circulación normal: 42.3 cm · Dimensiones del diámetro de los tubos intercambiadores de calor del evaporador de película ascendente con circulación normal: 1.5 cm · Numero de tubos intercambiadores de calor del evaporador de película ascendente con circulación normal: 12 · Temperatura de evaporación de la leche para condensarla: 65-70⁰C · Temperatura a la que ingresa la leche al evaporador de película ascendente con circulación normal: 6- 70 ⁰C VII CALCULOS CALCULO DE LA CARGA TERMICA a. CALCULO DEL AREA TOTAL Area total2 b. CÁLCULO DE LMTD c. CALCULO DE LA CARGA TERMICA IX RESULTADOS: · CARACTERISTICAS: Evaporador de película ascendente con circulación normal con tubos intercambiadores de calor verticales para leche condensada evaporada al vacio con bomba, con termómetro indicador del vacio. AREA DE TRANSFERENCIA DE CALOR INTERCAMBIO DE CALOR DE TUBOS CARGA TERMICA DEL EVAPORADOR DE PELICULA ASCENDENTE CON CIRCULACION NORMAL X CONCLUSIONES: · El termocompresor es un tipo de eyector vapor-vapor destinado a economizar vapor en las industrias. · · XI RECOMENDACIONES: · Determinar las temperaturas de intercambio de calor en el laboratorio para la condensación de la leche. · Determinar las temperaturas con las que opera este tipo de equipo. UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN ESCUELA PROFESIONAL Y ACADEMICA DE INGENIERIA DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS PRACTICA 3 TEMA: EVAPORADOR DE PELICULA ASCENDENTE CON CIRCULACION NORMAL CURSO: ORGANOS Y MAQUINAS ALUMNA: LLACHO VARA MIRIAN VIVIANA HORARIO: 10-11 AREQUIPA 2014 AREQUIPA-2014