Transferencia+de+Calor

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La ley de la conservación de la energía constituye el primer principio de la termodinámica y afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema físico aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energíaes.La energía puede transformarse de una forma a otra o transferirse de un cuerpo a otro. En el diseño de bioprocesos es imprecindible conocer los principios que gobiernan la trasnferencia de calor, esto nos ha permitido establecer la cantidad de energía de determinado sistema y de acuerdo a los requerimientos de energia del proceso, proponer mecanismos para entregar o retirar energia (calor) ya se por medio de vapor o de agua de refrigeración. (Doran,1998)



En el siguiente video se ejemplifica la transferencia de calor en un sistema de refirgeración:

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**Segunda ley de la termodinámica, expresa que:** La cantidad de entropia del universo tiende a incrementarse en el tiempo Segun este principio, el calor pasa siempre de las regiones de mayor temperatura a las menor temperatura. De este modo dos objetos, aislados térmicamente con respecto a otros objetos, se aproximan gradualmente a una temperatura final común o temperatura de equilibrio. La velocidad a la que se transmite el calor depende directamente de dos variables: la diferencia de temperatura entre los cuerpos calientes y frìos y la superficie disponible para el intercambio de calor. También influyen otros factores como la geometría y propiedades fìsicas del sistema, y si existe un fluido, las condiciones de flujo. El principal parámetro dependiente del material que regula la conducción de calor en los materiales es la conductividad térmica, una propiedad física que mide la capacidad de conducción de calor o capacidad de una substancia de transferir el movimiento cinético de sus moléculas a sus propias moléculas adyacentes o a otras substancias con las que está en contacto. La inversa de la conductividad térmica es la resistividad térmica que es la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor. Debemos tener claras las diferencias entre calor (Q) y temperatura (T), debido a que estos conceptos generalmente nos llevan a errores. El primero de ellos se refiere a un intercambio de energía, muy parecido al concepto de trabajo mecánico; y el segundo tiene su explicación en la sensación de caliente o frío que tenemos al tocar una sustancia; esta propiedad nos permite determinar si un cuerpo esta en equilibrio térmico (igualdad de temperatura).

Una de las reglas para la transferencia de calor es que siempre este se transferirá del cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura; este principio conocido con el nombre de equilibrio térmico, busca igualar las temperaturas de los cuerpos y es utilizado por muchos sistemas de refrigeración con el fin de regular la temperatura, como por ejemplo, el refrigerador o un aire acondicionado. Por tanto, los términos de temperatura y calor, aunque relacionados entre sí, se refieren a conceptos diferentes: la temperatura es una propiedad de un cuerpo que se relaciona con la transferencia de calor de un cuerpo a otro; y el calor es un flujo de energía entre dos cuerpos a diferentes temperaturas. Por lo tanto, podemos afirmar que el calor es una forma de energía.
 * **Calor:** El calor se define como la energía cinética total de todos los átomos o moléculas de una sustancia.
 * **Temperatura:** La temperatura es una medida de la energía cinética promedio de los átomos y moléculas individuales de una sustancia. Cuando se agrega calor a una sustancia, sus átomos o moléculas se mueven más rápido y su temperatura se eleva, o viceversa.

La transferencia de calor es un proceso por el que se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura. El calor se transfiere mediante convección, radiación o conducción. Aunque estos tres procesos pueden tener lugar simultáneamente, puede ocurrir que uno de los mecanismos predomine sobre los otros dos. Por ejemplo, el calor se transmite a través de la pared de una casa fundamentalmente por conducción, el agua de una cacerola situada sobre un quemador de gas se calienta en gran medida por convección, y la Tierra recibe calor del Sol casi exclusivamente por radiación.



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CODUCCIÓN

La conducción es el mecanismo de transferencia de calor en escala atómica a través de la materia por actividad molecular, por el choque de unas moléculas con otras, donde las partículas más energéticas le entregan energía a las menos energéticas, produciéndose un flujo de calor desde las temperaturas más altas a las más bajas. Los mejores conductores de calor son los metales. El aire es un mal conductor del calor. En los sólidos, la única forma de transferencia de calor es la conducción. Si se calienta un extremo de una varilla metálica, de forma que aumente su temperatura, el calor se transmite hasta el extremo más frío por conducción. No se comprende en su totalidad el mecanismo exacto de la conducción de calor en los sólidos, pero se cree que se debe, en parte, al movimiento de los electrones libres que transportan energía cuando existe una diferencia de temperatura. La conducción de calor sólo si hay diferencias de temperatura entre dos partes del medio conductor. Para un volumen de espesor Δ//x//, con área de sección transversal A y cuyas caras opuestas se encuentran a diferentes //T1// y //T2//, con //T2// > //T1//, como se muestra en al figura 14.2, se encuentra que el calor Δ//Q// transferido en un tiempo Δ//t// fluye del extremo caliente al frío. Si se llama //H// (en Watts) al calor transferido por unidad de tiempo, la rapidez de transferencia de calor //H =// Δ//Q///Δ//t//, está dada por la **//ley de la conducción de calor de//** **//Fourier.//**



donde //k// (en //W/mK//) se llama **//conductividad térmica//** del material, magnitud que representa la capacidad con la cual la sustancia conduce calor y produce la consiguiente variación de temperatura; y //dT/dx// es el gradiente de temperatura. El signo menos indica que la conducción de calor es en la dirección decreciente de la temperatura. En la tabla 14.1 se listan valores de conductividades térmicas para algunos materiales, los altos valores de conductividad de los metales indican que son los mejores conductores del calor



Si un material en forma de barra uniforme de largo //L//, protegida en todo su largo por un material aislante, como se muestra en la figura 14.3, cuyos extremos de área //A// están en contacto térmico con fuentes de calor a temperaturas //T1// y //T2// > //T1//, cuando se alcanza el estado de equilibrio térmico, la temperatura a lo largo de la barra es constante. En ese caso el gradiente de temperatura es el mismo en cualquier lugar a lo largo de la barra, y la ley de conducción de calor de Fourier se puede escribir en la forma:



**Ejemplo. ** Dos placas de espesores //L1// y y conductividades térmicas //k1// y //k2// están en contacto térmico, como en la figura 14.4. Las temperaturas de las superficies exteriores son //T1// y //T2//, con //T2// > //T1//. Calcular la temperatura en la interfase y la rapidez de transferencia de calor a través de las placas cuando se ha alcanzado el estado estacionario.



Ejemplo. Una barra de oro está en contacto térmico con una barra de plata, una a continuación de la otra, ambas de la misma longitud y área transversal (figura 14.5). Un extremo de la barra compuesta se mantiene a T1 = 80º C y el extremo opuesto a T2 = 30º C. Calcular la temperatura de la unión cuando el flujo de calor alcanza el estado estacionario.



**CONVECCIÓN**

La convección es el mecanismo de calor por movimiento de masa o circulación dentro de la sustancia. Puede ser natural producida solo por las diferencias de densidades de la materia; o forzada, cuando la materia es obligada a moverse de un lugar a otro, por ejemplo el aire con un ventilador o el agua con una bomba. Para que ocurra el fenómeno de convección es indispensable que exista un liquido o un gas ya que por medio de ellos se generará el transporte de masa.

Si existe una diferencia de temperatura en el interior de un líquido o un gas, es casi seguro que se producirá un movimiento del fluido. Este movimiento transfiere calor de una parte del fluido a otra por un proceso llamado convección. El movimiento del fluido puede ser natural o forzado. Si se calienta un líquido o un gas, su densidad (masa por unidad de volumen) suele disminuir. Si el líquido o gas se encuentra en el campo gravitatorio, el fluido más caliente y menos denso asciende, mientras que el fluido más frío y más denso desciende. Este tipo de movimiento, debido exclusivamente a la no uniformidad de la temperatura del fluido, se denomina convección natural. La convección forzada se logra sometiendo el fluido a un gradiente de presiones, con lo que se fuerza su movimiento de acuerdo a las leyes de la mecanica de fluidos. En la naturaleza, la mayor parte del calor por la atmósfera por conducción y radiación cerca de la superficie, es transportado a otras capas o niveles de la atmósfera por convección.

Un modelo de transferencia de calor //H// por convección, llamado **//ley de enfriamiento de Newton//**, es el siguiente:

donde //h// se llama coeficiente de convección, en //W/(m2K)//, //A// es la superficie que entrega calor con una temperatura //TA// al fluido adyacente, que se encuentra a una temperatura //T//, como se muestra en el esquema de la figura 14.6. La tabla 14.2 lista algunos valores aproximados de coeficiente de convección //h//.

El flujo de calor por convección es positivo (//H > 0//) si el calor se transfiere desde la superficie de área //A// al fluido (//TA > T//) y negativo si el calor se transfiere desde el fluido hacia la superficie (//TA < T//).
 * Tipos de convección**

**Convección forzada:** En este caso el fluido es forzado por un mecanismo externo (bombas, ventiladores, compresores, viento, corrientes marinas, etc.)

**Convección natural (buoyante):** El movimiento del fluido se debe a los gradientes de densidad, inducidos por los gradientes de temperatura, sometidos a un campo gravitacional.

**Convección por ebullición:** En este caso, el movimiento del fluido se debe en gran parte a las burbujas que escapan hacia la superficie.



**Convección por condensación:** El movimiento del fluido es causado por el condensado que se forma en la pared sólida y cae por gravedad.



**Ejemplo 1** El vidrio de una ventana se encuentra a 10º C y su área es 1.2 m2. Si la temperatura del aire exterior es 0º C, calcular la energía que se pierde por convección cada segundo. Considerar //h = 4 W/(m2K)//.

**Solución: ** Los datos son: //TA = 10º C = 283K, T = 0º C = 273K, A = 1.2 m2//.

Usando la ley de enfriamiento de Newton:



Para una transferencia de calor efectiva por medio de convección es indispensable tomar en cuenta el número de Reynolds. Este número describe cuan laminar o turbulento es un fluido mientras más turbulento sea un fluido será mayor eficaz la transferencia de calor. El numero de Reynolds se puede obtener por: También se lo puede definir como : densidad del fluido: velocidad característica del fluido : diámetro de la tubería a través de la cual circula el fluido o longitud característica del sistema : viscosidad dinámica del fluido : viscosidad cinemática del fluido

**Ejemplo 2**Se enfria un medio nutriente caliente y esterilizado en un cambiador de calor de tubos concentricos antes de utilizarse en una fermentacion. El medio nutriente que abandona el esterilizador a 121C, entra al cambiador con un caudal de 10m3/h. La temperatura que se desea alzancar a la salida es de 30C. El calor del medio se usa para unmentar la temperatura de 25m3/h de agua inicialmente a 15C. El sistema opera en estado estacionario. Suponer que el medio nutriente tiene las propiedades del agua.

a) Que velocidad de transmision de calor se necesita. b) Calcular la teperatura final del agua de refrigeracion a la salida del cambiador de calor.

Solucion: La densidad del agua y del medio es 1000kg/m3. Entonces:

Caudal de agua caliente



Caudel de agua fria

El calor especifico del agua puede considerarse como 75,4 J/mol.C para la mayoría de los intervalos de temperatura de interés. Por tanto:

a) De la ecuacion siguiente tenemos Q, para el fluido caliente.

b) Para el fluido frio, utilizamos la ecuacion: La temperatura de salida del agua es de 52 C aproximadamente.

**RADIACIÓN**



La radiación térmica es energía emitida por la materia que se encuentra a una temperatura dada, se produce directamente desde la fuente hacia afuera en todas las direcciones, todos los cuerpos emiten radiación térmica es su condición natural. Esta energía es producida por los cambios en las configuraciones electrónicas de los átomos o moléculas constitutivos y transportada por ondas electromagnéticas o fotones, por lo recibe el nombre de radiación electromagnética. La masa en reposo de un fotón (que significa luz) es idénticamente nula. Por lo tanto, atendiendo a relatividad especial, un fotón viaja a la velocidad de la luz y no se puede mantener en reposo. (La trayectoria descrita por un fotón se llama rayo). La radiación electromagnética es una combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes y perpendiculares entre sí, que se propagan a través del espacio transportando energía de un lugar a otro. La radiación presenta una diferencia fundamental respecto a la conducción y la convección: las sustancias que intercambian calor no tienen que estar en contacto, sino que pueden estar separadas por un vacío, o bien que no exista materia entre ellas. La radiación es un término que se aplica genéricamente a toda clase de fenómenos relacionados con ondas electromagnéticas. Algunos fenómenos de la radiación pueden describirse mediante la teoría de ondas, pero la única explicación general satisfactoria de la radiación electromagnética es la teoría cuántica. **H = A.e. σ .T4 [J/s] =[watt] [cal/h]** H: flujo de calor [J/s]. A: superficie que emite o recibe. e: poder emisor, número no dimensional, que esta entre 0 y 1. σ :constante de radiación (σ = 5,6699.10-8.W/m ².K4).

La contribución de todas las longitudes de onda a la energía radiante emitida se denomina poder emisor del cuerpo, y corresponde a la cantidad de energía emitida por unidad de superficie del cuerpo y por unidad de tiempo. Como puede demostrarse a partir de la ley de Planck, el poder emisor de una superficie es proporcional a la cuarta potencia de su temperatura absoluta.

**H = A.e. σ .T4**

El factor de proporcionalidad (σ)se denomina constante (de radiación) de Stefan-Boltzmann. Según la ley de Planck, todas las sustancias emiten energía radiante sólo por tener una temperatura superior al cero absoluto. Cuanto mayor es la temperatura, mayor es la cantidad de energía emitida. Además de emitir radiación, todas las sustancias son capaces de absorberla. Por eso, aunque un cubito de hielo emite energía radiante de forma continua, se funde si se ilumina con una lámpara incandescente porque absorbe una cantidad de calor mayor de la que emite. La energía radiante del Sol, máxima en las longitudes de onda visibles, se transmite a través del vidrio y entra en el invernadero. En cambio, la energía emitida por los cuerpos del interior del invernadero,predominantemente de longitudes de onda mayores, correspondientes al infrarrojo, no se transmiten al exterior a través del vidrio. Así, aunque la temperatura del aire en el exterior del invernadero sea baja, la temperatura que hay dentro es mucho más alta porque se produce una considerable transferencia de calor neta hacia su interior

Además de los procesos de transmisión de calor que aumentan o disminuyen las temperaturas de los cuerpos afectados, la transmisión de calor también puede producir cambios de fase, como la fusión del hielo o la ebullición del agua. En ingeniería, los procesos de transferencia de calor suelen diseñarse de forma que aprovechen estos fenómenos. Por ejemplo, las cápsulas espaciales que regresan a la atmósfera de la Tierra a velocidades muy altas están dotadas de un escudo térmico que se funde de forma controlada en un proceso llamado ablación para impedir un sobrecalentamiento del interior de la cápsula. La mayoría del calor producido por el rozamiento con la atmósfera se emplea en fundir el escudo térmico y no en aumentar la temperatura de la cápsula media type="youtube" key="NRJX36W0yRU" height="315" width="560" align="center"

A continuación también se puede observar en este video Transferencia del Calor por Radiación de una Resistencia Eléctrica a un Radiómetro:

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Y por último en este video se puede observar una aplicación práctica de la transmisión de calor por radiación en un experimento escolar:

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 * VIDEOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR**

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En la siguiente aplicación se procederá a hablar sobre la aplicación de todos los tipos de transferencias de calor:

** El mecanismo de disipación de calor aplicado al ejercicio físico para adelgazar ** Cuando se comienza a realizar ejercicio físico, la temperatura corporal aumenta, dependiendo de varios factores: la intensidad del ejercicio, las condiciones ambientales, la capacidad de adaptación del organismo y la ropa que se use. Para compensar el aumento de la temperatura, nuestro cuerpo posee mecanismos para disipar el calor generado, que evitan un aumento importante de la temperatura del cuerpo. Así pues, el calor de las partes profundas del cuerpo se transporta por la sangre hacia la piel, donde puede ser transferido al exterior por una serie de mecanismos: - Radiación - Convección - Conducción - y especialmente, durante el ejercicio físico, por evaporación del sudor (sudoración). La pérdida o la ganancia de calor por radiación se produce por medio de ondas de calor electromagnéticas, y es el principal método de descarga de calor cuando estamos en reposo. Es el modo en que los rayos solares calientan la tierra. Habitualmente nuestros cuerpos están más calientes que el entorno y pierden calor hacia los objetos sólidos más fríos del entorno. Cuando la temperatura de los objetos del entorno es superior a la temperatura de la piel, se absorbe calor del entorno. La ropa se ve afectada por este mecanismo, de modo que las prendas de color oscuro absorben la luz y contribuyen a la ganancia de calor, mientras que los colores claros reflejan un mayor porcentaje de la radiación solar y existe menor ganancia de calor. Las zonas donde es mayor la pérdida de calor deben coincidir con las aberturas de la ropa. Si la ropa se empapa pierde su capacidad aislante.

El intercambio de calor por conducciónimplica la transferencia directa de calor a través de líquidos, sólidos o gases//.// La pérdida de calor por conducción implica el transporte de la sangre caliente desde el interior del organismo hacia la la piel, donde se produce la transferencia de calor por medio del calentamiento de las moléculas de aire y de las superficies más frías en contacto con la piel. La convección supone la transferencia de calor desde un lugar a otro por el movimiento de un gas o de un líquido. El aire que circula a nuestro alrededor, pasando sobre nuestra piel, barre las moléculas de aire que se han calentado por el contacto con la piel. Su eficacia depende de lo rápidamente que se intercambia el aire (o el agua) próximo al cuerpo una vez se ha calentado. Si el movimiento de aire es lento, las moléculas de aire próximas a la piel se calientan minimizando la pérdida de calor. Por otra parte, si el aire más caliente que rodea el cuerpo es continuamente reemplazado por aire más frío, la pérdida de calor aumenta, debido a que las corrientes se llevan el calor. En el agua, la cantidad de calor disipado por conducción es casi 26 veces mayor que cuando nos encontramos en contacto con el aire. Así, el cuerpo pierde calor cuatro veces más deprisa en el agua a una misma temperatura. El ritmo de pérdida de calor se acelera todavía más si el agua fría está en movimiento alrededor del individuo, ya que aumenta la pérdida de calor por convección. En pabellones y salas cerradas el mecanismo de convección disminuye considerablemente. Al realizar ejercicio físico en condiciones ambientales de calor, como por ejemplo en verano a las 19:30 de la tarde, pero con un viento relativamente fresco, prácticamente no se suda. Pero si finalizado el ejercicio, inmediatamente nos desplazamos a un espacio cerrado, protegidos del aire exterior, se empieza a sudar en un corto espacio de tiempo. La pérdida de calor por evaporación se produce al evaporarse el sudor. Cuando el sudor alcanza la piel pasa de su forma líquida a vapor, desprendiendo calor y humedad al medio ambiente. De este modo, la temperatura sanguínea de la piel disminuye y se disipa calor. La sudoración en sí no enfría la piel, es la evaporación del sudor la que lo hace. Por esta razón no es conveniente secarse el sudor de la piel, ya que al quitarlo se pierde la posibilidad de que se evapore y refresque el cuerpo. Durante el ejercicio físico, la evaporación se convierte en el principal mecanismo de pérdida de calor, especialmente cuando la temperatura ambiental se aproxima a la temperatura de la piel. Si el calor derivado del metabolismo durante el ejercicio físico no fuera disipado, habría un aumento de 1ºC cada 5 minutos y se moriría a los 20 minutos. La cantidad total de sudor evaporado de la piel depende de tres factores: Si la humedad del ambiente es elevada, la evaporación ya no es un medio efectivo de disipar calor, y la temperatura corporal se incrementa más. La sangre se desvía de los músculos a la piel, el volumen sanguíneo se reduce por el sudor y, a través de éste, se pierden electrólitos (sodio, potasio). La cantidad de sangre que sale del corazón disminuye, aumenta la frecuencia cardíaca y se acumula más ácido láctico. Este aumento de la temperatura puede derivar en un colapso de los mecanismos reguladores de ésta. Se deteriora, por tanto, la salud del organismo, y en el caso de deportistas, disminuye su rendimiento significativamente. Cuando la humedad del ambiente es elevada, el aire ya contiene muchas moléculas de agua, limitando la capacidad de evaporación del sudor y, por tanto, la pérdida de calor interno. Una baja humedad, por otro lado, permite la evaporación del sudor y facilita la pérdida de calor. Cuando la humedad se aproxima al 100%, el ritmo de evaporación se acerca a cero. El aire a una temperatura de 30ºC da la sensación de estar a 30ºC cuando la humedad es de un 35%. Si la humedad es de un 60%, 30ºC dan la sensación de 32ºC. Si la humedad es de un 90%, esos 30ºC parecerán 39ºC. A temperaturas más altas, el efecto de la humedad produce saltos más grandes en la temperatura aparente. Se trata de la denominada sensación térmica, que depende de la interacción de la temperatura, humedad y corrientes de aire.
 * la superficie expuesta al medio ambiente;
 * la temperatura y la humedad;
 * las corrientes de aire en torno al cuerpo.


 * VIDEO: CONDUCCIÓN, CONVENCIÓN Y RADIACIÓN.**

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 * EJEMPLO CALORIMETRÍA:**

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Los equipos de transferencia de calor en Hysys son:
 * Ejemplo Hysys**

En la paleta de objetos los iconosson:

Se desea enfriar 50000 kg/h de Metanol desde 90C hasta 40C, para tal efecto se debe usar agua de enfriamiento disponible a 25C y puede calentarse hasta 40C. La presión de entrada del metanol es 5 atm y se permite una caída de presión de hasta 0.5 atm. La presión de entrada del agua es 6 atm y se 1.Crear cuatro corrientes de materia
 * Solución:**

2. Introduzca un intercambiador de coraza y tubos



Al adicionar el Intercambiador de calor este se ve igual que los enfriadores y calentadores en el PFD



En el visor del Intercambiador asociar las corrientes de entrada y salida:



Observe que en este equipo se puede seleccionar un paquete de fluidos para el fluido de intercambio y de enfriamiento



Se considera que el Metanol va por el lado del casco y al agua de enfriamiento por el lado de los tubos.



Especificaciones de corriente Entrada a la Coraza:



Especificar la salida de metanol



Especificamos la entrada del agua:



Especificamos la Salida del agua:



Al especificar la ultima corriente se especifica el intercambiador:



En el worksheet se pueden ver los resultado de los cálculos:



También se pueden ver las especificaciones del intercambiador:



Hay cuatro modelos de intercambiadores de calor:



El tipo de pérdidas de calor solo está disponible para los modelos de cálculo Weighted Exchanger Design o End Point Exchanger Design.



En el modo dinámico no hay esta opción:




 * Ejemplo 2**

ENFRIADORES EN SERIE.

Una corriente que contiene hidrocarburos saturados, nitrogeno y dioxido de carbono a60°F y 600 psia y de flujo desconocido se requiere enfriar hasta -60°F mediante dosenfriadores en serie, E-100 y E-101. Las cargas caloricas y las caidas de presión en cadauno de los intercambiadores de calor son 1.2x106 Btu/hr y 5 psi en E-100 y 5x106 Btu/hr y 5 psi en el E-101. se requiere determinar el flujo molar a traves de losenfriadores y la temperatura de la corriente Entrada E-101.

La carga calorica en el intercambiador E-100 cumple la ecuacion:



El flujo molar a traves de los enfriadores en constante y desconocido, y el calor especifico se puede asumir que tambien es constante pero es calculado por HYSYS,mediante la ecuacion utilizada en el paquete de fluido. Por lo tanto, se tiene un par deecuaciones con 2 incognitas, a saber, el flujo y la temperatura de la corriente “EntradaE-101”. HYSYS resuelve este tipo de problema con la opcion “Mole and HeatBalance”

1. Abra un nuevo caso, y defina el siguiente paquete:

•Componentes: N2, CO2, C1, C2, C3, iC4,nC4, iC5, nC5 •Paquete de propiedades:Peng Robinson

2. Crear una corriente de materia con la siguiente informacion: •Nombre:Alimentacion •Temperatura 60°F •Presión 600 psi •Composición 3. Agregar un Enfriador E-100.Instale un enfriador e introduzca los siguientes datos en la pestaña Design:

•Nombre: E-100 •Entradas: Alimentacion •Salidas: Entrada E-1014. Agregar una corriente de energia con los siguientes datos: •Nombre: QE-100 5. Ahora en la pestaña Parameters, agruegue los siguientes datos:

•Caida de presion 5 psi •Carga Calorica 1.2x106Btu/hr Agregar un Enfriador E-101.6. Instale un enfriador e introduzca los siguientes datos en la pestaña Design: •Nombre: E-101 •Entradas: Entrada E-101 •Salidas: Producto

7. Agregar una corriente de energia con los siguientes valores: •Nombre: QE-101

8. Ahora en la pestaña Parameters, agruegue los siguientes datos: •Caida de presion 5 psi •Carga Calorica 2.5x106 Btu/hr

Corriente Enfriada.En la ventana de propiedades de la corriente Producto introduzca el valor de -60°F parasu temperatura en la pestaña Worksheet de la pagina Conditions



Se observa que hay insuficiente informacion para completar los balances de materia yenergia. El balance de materia y energia. El balance de calor puede completarse,solamente, si se conoce el flujo a traves de las corrientes. Sein embargo, esto puedecalcularse mediante un balance de materia y calor a traves de todo el diagrama de flujoincluyendo las corrientes Alimentacion y Productos, QE-100 y QE-101

9. Ahora agregar la Operación “Balance”.Agregar la operación logica “Balance”, y agregar la siguiente informacion en la pestaña Connections, tal como se muestra en la figura



10. Haga click en la pestaña Parameters y en la seccion Type Balance seleccione laopcion “Mole and Heat” como se muestra a continuacion:

Observe que la mayoria de las operaciones unitarias en HYSYS desarrollan elequivalente de un balance de materia y calor, ademas de sus otros calculos masespecializados. Si este ejemplo se resolviera sin el Balance de mol y calor, habria la necesidad de especificar el flujo. Cuando instalo el Balance de mol y calor, se utilizo ungrado de libertad y se calcularon los flujos de las corrientes.

El diagrama de flujo final de los dos enfriadores en serie incluido el boton BAL-1 semuestra a continuacion.



presentaciòn transferencia de calor