Tecnología y Servicios Industriales



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Tecnología y Servicios Industriales
1er. CONTROL - CURSO 1998
Problema 1.-
Una planta de refrigeración requiere un sistema de compresión de amoníaco con tres temperaturas de evaporación. Las cargas térmicas en los tres niveles son:

Nivel -40 ºC:

Congelación de 8000 Kg, con extracción de calor uniforme que se realiza en 4 horas, de un producto con:

Temp. de entrada = 10 ºC

Temp. de salida = - 10 ºC

Temp. de congelación = 0 ºC

Calor latente de congelación = 78 Kcal/Kg

Calor específico de precongelación = 0.5 Kcal/Kg-ºC

Calor de postcongelación = 0.8 Kcal/Kg-ºC



Nivel -30 ºC:

Conservación de productos congelados con una carga de 40 TR



Nivel -10 ºC:

6 cámaras de largo tiempo de almacenamiento, conservan manzanas, con una temperatura de cámara de 30 ºF.

Espesor aislante = 4”

Dimensiones de las cámara = 20m x 12.3m x 3m

Carga diaria = 4400 Kg (manzanas + caja)

Pesos por caja: manzana = 20 Kg

caja = 2 Kg

Peso específico caja = 0.17 BTU/lb-ºF

Orientación: cara norte con dimensión = 12.3m

Temperatura exterior = 95 ºF

Cantidad de cajas por metro cúbico de cámara = 15
El sistema de refrigeración está compuesto por tres recipientes recirculadores (-10, -30 y -40ºC) y la alimentación del líquido para -30 y -40 ºC se hace sólo desde el tanque de -10 ºC; 2 compresores “booster”, uno para -30 ºC y otro para -40 ºC, y dos compresores de alta en paralelo.
Se pide:

a) dibujar el circuito esquemático y el diagrama p-h

b) calcular las cargas térmicas de cada nivel

c) seleccionar todos los compresores con los datos de la tabla adjunta

d) calcular la carga térmica del condensador
Características de compresores a tornillo con enfriamiento de aceite por intercambiador aceite-agua de torre de enfriamiento (regulación continua donde BHP e intercambio es proporcional a la carga):


Temperatura de Condensación = 14ºF (Booster)

(Calor cedido en el intercambiador)




Temp. evap. (ºF)

-60

-50

-40

-30

-20

% BHP

19

13

8.5

5

2

Modelo 1

TR

13

19

26

35

46




BHP

27

27.5

28

29

30

Modelo 2

TR

18.5

27

37

50

66




BHP

39

39.5

40

40.5

41

Modelo 3

TR

26

38

52

70

93




BHP

53

53

53.5

55

58

Modelo 4

TR

36

54

74

100

130




BHP

76

77

78

79

80

Temperatura de Condensación = 95ºF (Alta)



Temp. evap. (ºF)

0

10

20

30

Modelo A

TR

83

107

135

166




103 Kcal/h

50

48.5

43.5

37.5




BHP

152

155

158

160

Modelo B

TR

121

154

200

250




103 Kcal/h

68.5

66

62

49.5




BHP

221

223

225

227

Modelo C

TR

162.5

210

267.5

337.5




103 Kcal/h

85.5

82.5

76

61




BHP

305

310

312

310




Problema 2.-
Un generador de vapor que opera a 10 Kg/cm2 es abastecido con un agua cuya composición es:

Ca++ 80 mg/L (en CaCO3)

Mg++ 0 mg/L (en CaCO3)

Na+ 70 mg/L (en CaCO3)

Alc. P 0 mg/L (en CaCO3)

Alc. M 70 mg/L (en CaCO3)

SO4= 39.2 mg/L (en SO4=)

Cl- 27 mg/L (en Cl-)


Las condiciones de operación son:

V=15 Ton/h, C=82%, Combustible Fuel Oil (eficiencia = 85%).

Horario de funcionamiento: 12 horas/día (6 días/semana)
Las condiciones exigidas en el domo son:

sólidos totales: 1500 ppm

alcalinidad: 700 ppmCaCO3

dureza total (entrada): 0.5 ppm CaCO3


Se pide:

Diseñar un ablandador para acondicionar el agua de alimentación a las condiciones exigidas, utilizando la resina catiónica fuerte ciclo sodio cuyas tablas se adjuntan, definiendo el régimen de trabajo de la caldera y del ablandador.





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