Prediseño de Instalación de Vapor para Freiduría industrial por Lotes

Bienvenidos a la página web creada por Izan Rodríguez Rodríguez, estudiante del Máster en Ingeniería Industrial. Siga las instrucciones para diseñar el sistema de un circuito de vapor para una freiduría de patatas.

Esquemas y Disposiciones

Esquema de principio general

Esquema de principio general

Disposición típica de un sistema regulador de presión

Disposición típica de un sistema regulador de presión

Freidora encamisada

Freidora encamisada
Datos iniciales de ejemplo

DATOS INICIALES

PARÁMETROS DE VAPOR

Tipo de Vapor 0 1 2 3 4
Presión de saturación (bar) man 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0
Temperatura de saturación (ºC) 175.4 184.1 191.7 198.3 204.3
Entalpía específica del agua hf (KJ/kg) 742.3 780.8 815.2 844.2 871.4
Entalpía específica de vaporización hfg (KJ/kg) 2030.25 1999.4 1971.9 1946.2 1922.6
Entalpía específica del vapor hg (KJ/kg) 2772.6 2780.2 2787.1 2790.5 2794.0
Densidad del vapor (kg/m3) 4.66013 5.64194 6.62028 7.59886 8.57732
Viscosidad dinámica del vapor (kg/(m·s)) 1.5487E-05 1.1671E-05 1.5427E-05 1.5657E-05 1.5865E-05

Seleccione en el desplegable el tipo de vapor que se va a utilizar para el diseño del sistema

CONDICIONES DE DISEÑO

Parámetro Valor
Tipo de vapor producido
Presión de saturación (bar) 8.0
Temperatura de saturación (ºC) 175.4

TRANSITORIO 1º. CALENTAMIENTO DE LA SARTÉN

Parámetro Valor
Energía teórica necesaria (MJ) 0.0
Energía a aportar a la sartén (MJ) 0.0
Tiempo de calentamiento (min) 0.0
Potencia a aportar en vapor (kW) 0.0
Entalpía específica disponible (KJ/kg) 0.0
Entalpía específica del condensado (KJ/kg) 0.0
Salto entálpico específico (KJ/kg) 0.0
Flujo de vapor (kg/h) 0.0

TRANSITORIO 2º. FREÍR UN LOTE

Parámetro Valor
Energía teórica para elevar a 100ºC (MJ) 0.0
Energía de vaporización (MJ) 0.0
Energía a aportar a la sartén (MJ) 0.0
Tiempo de proceso por lote (min) 0.0
Potencia a aportar en vapor (kW) 0.0
Entalpía específica disponible (KJ/kg) 0.0
Entalpía específica del condensado (KJ/kg) 0.0
Salto entálpico específico (KJ/kg) 0.0
Flujo de vapor (kg/h) 0.0

A continuación, se realizara el diseño de las conducciones calculando el espesor mínimo necesario

DISEÑO DE CONDUCCIONES

Diseño de conducciones

ESPESOR DE PARED SEGÚN PRESIÓN

Espesor de pared según presión

Comprobación del espesor de las conducciones

Parámetro Valor
Temperatura
Diámetro Exterior (mm)
Máxima presión interna (kp/cm²)
C.S 2.5
Espesor de pared teórico (mm) 0.0

Elegir un tipo de tuberia de la tabla superior "Diseño de Conducciones" con un espesor inmediatamente superior al espesor teórico obtenido

En este apartado se calcula la velocidad del vapor teniendo en cuenta las perdidas de cargas del sistema

DISEÑO BASADO EN PÉRDIDAS DE CARGA

Parámetro Valor
Longitud real de la conducción L (m)
Incremento por accesorios
Longitud equivalente de la conducción Le (m) -
AP máx en la conducción (bar)
Factor de pérdida de carga (PDF):
Presión inicio (bar g) -
Presión final (bar g) -
F1 (tabla 10.2.5) para Presión inicio
F2 (tabla 10.2.5) para presión final
PDF teórico (F1-F2)/Le -
PDF adoptado (tabla 10.2.6)

Elegir dato por debajo del valor teórico

Flujo de vapor necesario (kg/h) -
Øint mínimo nominal (mm) (tabla 10.2.6)
Capacidad máxima (kg/h)
Conducción adoptada (DIN 2448)
Volumen específico (m³/kg) 0.13160
Diámetro interior (mm) -
Velocidad vapor (m/s) -

Conociendo la presión requerida en el receptor en (bar) abs --> Siga el siguiente link e introduzca la presión para obtener la temperatura de saturación

PRODUCCIÓN DE VAPOR

Parámetro Valor
Presión requerida en el receptor (bar) abs
Temperatura de saturación (ºC)
Pérdida carga crítica válvula reguladora (%)
Presión previa válvula (bar) abs -
ΔP máx en la conducción (bar) -
Consigna presión teórica caldera (bar) abs -
Δ Margen precaución (5%) (bar) -
Consigna presión caldera (bar) abs -
Consigna presión deseada caldera (bar) man -

ELECCIÓN DE LA VÁLVULA REGULADORA

En esta sección se realizaran los cálculos correspondientes para la eleccion del tipo de valvula

Fórmulas y tabla de DN
Tabla de Kcs
Válvula Elegida DN20 DN25 DN32 DN40 DN50
Flujo de vapor (kg/h) - - - - -
Volumen específico vapor (m³/kg) - - - - -
Flujo volumétrico vapor (m³/h) - - - - -
Apertura de paso (cm²) 3.1 4.9 8.0 12.6 19.6
Velocidad salida vapor (m/s) - - - - -
Velocidad máxima salida vapor (m/s) 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0
Verificación velocidad salida - - - - -
Consigna presión efectiva caldera (bar) man - - - - -
Presión requerida en el receptor (bar) man - - - -
ΔP requerida (bar) - - - - -
Pérdida carga relativa (%) - - - - -
Coeficiente válvula Kv teórico (m³/h) - - - - -
Coeficiente válvula Kvs (m³/h)
Rango trabajo (abierta toda) (%) - - - - -
Verificación Kvs elegido - - - - -