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APENDICE DE DATOS PARA CALCULOS
Tabla 1. Factores de conversión y constantes....................^899
Conductividades térmicas 1
Tabla 2.
Tabla 3. Tabla 4. Tabla 5. Fig. 1.
Conductividades térmicas de aislantes de algunos materiales de construcción.................................... Conductividades térmicas de metales.................... Conductividades térmicas de líquidos.................... Conductividades térmicas de gases y vapores............. Conductividades térmicas de hidrocarburos líquidos.......
Calores específicos 1
Tabla 3. Calores específicos de metales......................... 905
Fig. 2. Calores específicos de líquidos.........................^909
Fig. 3. Calores específicos de gases a 1 atm.................... 910
FIG. 4. Calores específicos de hidrocarburos líquidos.............. 9 1 1
Fig. 5. Calores específicos de vapores de hidrocarburos a 1 atm... 9 1 2
G;aveda&s especificas 1
Tabla 3. Gravedades específicas de metales......................
Tabla 6. Gravedades específicas y peso molecular de líquidos.......
Fig. 6. Gravedades específicas de hidrocarburos.................
Datos de equilibrio z
Fig. 7. Constantes de equilibrio para hidrocarburos............. 9 1 5
Fig. 8. Presiones de vapor de hidrocarburos....................^ 9 1 6
Entalpías y calores latentes
Fig. 9. Entalpías de hidrocarburos puros....................... 9 1 7 Fig. 10. (^) Entalpías de hidrocarburos ligeros...................... 918 Fig. ll. Entalpía de fracciones de petróleo...................... 9 1 9
Fig. 12. Calores latentes de evaporización...................... 920
Tabla 7. Propiedades termodinámicas del vapor de agua......... 921
CONTENIDO
1 Para soluciones orgánicas y acuosas véase la Pág. 197. en donde se dan las f&mult~~ aproximadas. 2 Vdase también la Fig. 13.14.
Fig. 13~. Fig. 13b. Fig. 14. FIG. 1 5. Fig. 16.
Fig. 17. Fig. 18. Fig. 19. Fig. 20. Fig. 21. Fig. 22. Fig. 23.
Fig. 24. Fig. 25. Fig. 26. Fig. 27. Fig. 28.
FIG. 29.
Tabla 8.
‘Tabla 9. Tabla 10.
Tabla ll.
Tabla 12.
APENDICE DE DATOS
Viscosidades 3
Gráfica de conversión para viscosidades ,..... ,......... 925 Gráfica para viscosidad para gases a diferentes presiones.. 925 Viscosidades de líquidos............................... (^928) Viscosidades de gases................................. (^) 9 3 1 Valores de k(c/p)1/3 para hidrocarburos ,................ 9 3 1
Correcciones de diferencia de temperatura 4
Factor F, de temperatura calórica....................... (^932) Factores de corrección MLDT para intercambiadores 1-2... 933 Factores de corrección MLDT para intercambiadores 2-4... (^934) Factores de corrección MLDT para intercambiadores 3-6. .‘. (^935) Factores de corrección MLDT para intercambiadores 48... (^936) Factores de corrección MLDT para intercambiadores 5-10.. (^937) Factores de corrección MLDT para intercambiadores 6-12.. (^938)
Datos sobre transferencia de calor :
Curva de transferencia de calor, lado de tubos............ 939 Curva de transferencia de calor, agua en los tubos........ (^940) Factores de fricción para lado de tubo.................. (^) 9 4 1 Pérdida de presión por retorno, lado de tubos. ,....... (^942) Curva de transferencia de calor para lado de la coraza, haz de tubos con deflectores segmentados 25%. I.......... (^943) Factores de fricción lado de la coraza, para haces de tubos con deflectores segmentados 25% (^)................... 9 4 4 Valores aproximados de los coeficientes totales para diseño. 945
SDatos sobre disposiciones
Disposición de los espejos de tubos (cuenta de tubos)..... 9 4 6 Datos de tubos para condensadores e intercambiadores de calor............................................. 948 Dimensiones de tubería de acero (IPS).................. 949
Factores de obstrucción
Factores de obstrucción............................... (^950) 3 Para soluciones orgánicas y acuosas véase la Pág. 197, en donde se dan las fórmulas ZIpRXCiXlUlkS. el índice p a r a correcciones. I-4 índice p a r a otros datos.
PROCESOS DE TRANSFERENCIA DE CAZOR
TABLA 1. (Continúa)
M = 3.281 pie Pie2 = 0.0929 m* M2 = 10.76 pie
Presión Atm = 33.93 pies de agua a 60°F Atm = 29.92 plg Hg a 32°F Atm = 760 mm Hg a 32°F Atm = 14.696 lb/plgz Atm = 2 116.8lb/pie Atm = 1.033 kg/cmz Pies de agua a 60°F = 0.4331 lb/plgz Plg de agua a 60°F = 0.361 lb/plgz) Kg/cmz = 14.223 lb/plgz. Psi = 2.309 Pies de agua a 60°F
Temperatura : Temperatura “C = 5/9( “F - 32) Temperatura “F = 9/5(“C + 32) Temperatura “F absoluta (“R) = “F + 460 Temperatura “C absoluta (OK) = “C + 273
Conductividad térmica:
Rtu, (h)(piez)(“F/pie) = 12Btu/(h)(pie’)(“F/Plg) Rtu/(h)(pie*)(“F/pie) = 1.49 kgcaU(h)(mW”C/m) Rtu/(h)(pieZ)(“F/pie) = 0.0173Watts/(~mz)(“C~cm)
Viscosidad (factores adicionales están contenidos en la Fig. 13). Poise = 1 g/(cm)(seg) Centipoise = 0.01 poise Centipoise = 2.42 lb/(pie)(h)
Yeso - Lb = 0.4536 kg Lb = 7 000 granos Tonelada (corta aneta) = 2 000 Ib Tonelada (larga) = 2 240 Ib Tonelada (,mCtri&) = 2 205llb Tonelada (m&rica) = 1000 kg
Constuntes: Aceleración de la gravedad = 32.2 pies/segz Aceleracrón de la gravedad = 4.18 X lO* pies/h Densidad del agua = 62.5 lbipie
APENDICE 901
TABLA 2. CONDUCTIVIDADES TERMICAS DE AISLANTES Y ALGUNOS
MATERIALES DE CONSTRUCCION*
k = Btu/(h)(pie*)(“F/pie)
Material
.\erogel, sílica, opacificada......... Algodón en rama................. Aluminio, hojas, 7 cavidades por 2. plg.......................... Asbesto-cemento, láminas.......... Asbesto, hojas................... Asbesto, pizarra................. Asbesto.........................
Asfalro......................... Aserrín........................ Aserrín......................... Arena, seca..................... Azufre, monoclínico............... Rómbico...................... Batista, barnizada................ calcio, carbonato, natural......... Mármol blanco................. Yeso........................ Calcio, sulfato (4H,O), artificial... Yeso, artificial................. Construcción................
Calderas, incrustaciones, (Ref. 364) Calisa (15.3 vol. % H,O)......... Carbón, gas..................... Carbón vegetal, escamas..........
Cartón, corrugado................ 4
Celuloide....................... Cemento Portland (véase Concreto)..
Ceniza de madera............... Ciinker, granulado................
Densidad aparente , I p, lb/pies a 1 :emperatura ambiente
- 5 2 4 8 5 8 6
ll. 1 5
..... 87.
i
k -__-
o.a
APENDICE (^903)
TABLA 2. CONDUCTIVIDADES TERMICAS D E &ISLANTES Y ALGUNOS MATEXIALES DE CONSTRUCCION * (Continúa)
Subtítulos
Lana, mineral.................... Lava.......................... Lino........................... Ladrillos A l ú m i n a ( 9 2 9 9 % Al,O, p o r p e s o ) fundida.................... Alúmina (6465% Al,O, por peso) (Véase también Ladrillos, arcilla re- fractaria)..................
Ladrillo para construcción........ Ladrillo al cromo (32% CR,O, por peso).......................
Tierra diatomácea, natural, perpen- dicular al estrato.............
Diatomácea, natural, paralelo al es- trato.......................
Tierra diatomácea, moldeado y calci- cinado.....................
Tierra diatomácea y arcilla, moldea- doy calcinado....... _.......
Tierra diatomácea, alto quemado, p o r o s o.................. ,..
Arcilla refractaria, Missouri.....
Ladrillo aislante, caolín..........
Ladrillo refractario aislante, caolín
M a g n e s i t a ( 8 6. 8 % MgO, 6. 3 % Fe,O,, 3 % CaO, 2. 6 % SiO, p o r peso)......................
9.
..... .....
86
....... 86
**0.
0.**
..... .....
801 1. 2 399 2.
115 115
.....
1 4 7 2 0. 2 012 0. 68 0.
200 200 200
392 0. 1 2 0 2 0. 2 399 1.
27. 27.
399 1 6 0 0
0. 0.
27. 27.
399 0. 1 6 0 0 0.
38 38
399 0. 1 6 0 0 0.
42. 42.
399 1 6 0 0
0. 0.
37 37
.....
27 27 1 9 1 9
392 0. 1 832 0. 392 0. 1 1 1 2 0. 1 8 3 2 0. 2 552 1. 932 0. 2 102 0. 392 0. 1 4 0 0 0.
158 399 2. 1 5 8 1 2 0 2 1. 6 158 2 192^ 1. ~ -.-- .___--.-
904 PBOCESOS DE TBANSFEREN ClA DP CALOR
TABLA 2. CONDUCTIVIDADES TERMICAS DE AlSLANTES Y ALGUNOS MATEBIALBS DE CONSTRUCCION * (Continúa)
Subtítulos
Ladrillo de carburo de silicio, recrie- talizado.....................
Magnesia, pulverizada............ Magnesia, carbonato ligero........ Magnesio, óxido, comprimido...... Madera, fibra cruzada............ Balsa......................... Olmo........................ Maple........................ Pino, blanco................... Teca........................ Abeto........................ Madera, paralelo a la fibra......... Pino......................... Mármol........................ Mica, perpendicular a los planos..... Negro de humo.................. Nieve.......................... Piedra pómez.................... Pizarra......................... Papel......................... Papel tapiz, tipo aislante........... Papel tapiz, cartoncillo............ Parafina....................... Plásticos piroxilina............... Porcelana...................... Seda........................... Barnizada.................... Vidrio......................... Tipo boro-silicato............... Vidrio a la soda................ Vidrio de ventana............. Viruta de madera................. Yeso, moldeado y seco.............
‘iO’ *
..... ..... ..... 14. 4 3
j 1 / ,! 1 z I i
&Lis; *
....... ....... 8 6 6 8
*** D e S. Mark.% Inc. N e w Y o r k. 1941.**
“‘Mechanical Engineers’ Handbook”. McGraw-Hill Book Companv.
906 PROCESOS DB TEANSFEBENCXA DE CALOR
TABLA 4. CONDUCTIVIDADES TERMICA$ DE LIQUIDOS *
k = /(h)(piez>( “F/pie)
Puede suponerse una variación lineal con la temperatura. Los valores extremos que se dan constituyen también los limites de temperatura en los cuales se recomiendan los datos. L i q u i d o “F Aceites Ricino.....................^68 212 OliViva....................... Acetato de etilo..............^68 Alcohol 1::;
/
............... ............... s; 60%............. 40%.............
.I ;
.. 2 0 % 100%..............^ 1;: B e n c e n o...................^ /$ Bromuro................... E t e r....................... 16,8: Yodum.................... :g Acetato de amilo............ Alcohol (n-j...............^2 l 2;: 167 A c e t a t o but6ico (n-) Alcohol (n-)^ ........................^
772 167 (iso-).............^66 A c e t o n a.....................^ 1st Acido acético 106%..........^68 50%.......... 68 Acido estearico...............^212 Acrdo láurico.................^212
Acido oleico.................^ 212
Acido palmftico..............^^212
Acido sulfúrico giz .................... ;g 30%.......... 86 A g u a (^)........................ ;g 140 176 Alcohol alílico (^)..... Alcohol heptíhco (II-)
-.........77--- 6
.......... 167 Alcohol hexjhco (n-).........^86 167
Alcohol metihco 100%........^^66
8 0 %........^^68
60%....... ......... 6:
........ 100% Cloruro ..........................^
., 1:; . Alcohol propfico (n->........^167 Alcohol (iso-).............. lg A m o n i a c o........ Amoniaco, acuoso, 26%
................... 6$ 140 A n i l i n a B e n c e n o .........................................^
s32z6f . 140
*** D e Perry, J. EL. “Chemical Engineers’ Handbook, 3 d ed., Mc-Graw-HiB Book Com- pany Inc., New York, 1950.*
k (^) L i q u i d o , 1 Bromobenceno (^)................
.......... ........... ,....... ..... .... .... .... .... .... .... .....
!Kerosena..........
..... ..... ..... I enano^ Cn-^....... t (^)**. ctano ( n - )....... ........ ......
- 1 1 1 0.08s i ~ercloroetileno....... D:E i” Odi ............... MJ::, Tolueno............** -.--- I ;;bR-tricloroetano
k
...... DI
clorohleno....... urpentina (aguarrás) D.100 aselina............ ptl; ’ jleno (orto-)....
. L en0^ (meta-)^ _^.^.^.^.
.... ,... .j ....... .. I ........ ......... I ........ .! ......... ......... ........ .I ........ .’ ....... ..)
........ I
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I
- k - **0. LEEi 0:
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TABLA 5. CONDUCTIVIDADES TEBMICAS DE GASES Y VAPORES *
k = Btu/(h)(piez)(“F/pie)
I.cs valores extremos de la temperatura constituyen el rango experimen- tal. Bara extrapolación a otras temperaturas, se sugiere que los datos consig- nados se grafiquen como log de k VS. log de T o que se haga uso de la suposición de que la razón cp/k es prácticamente independiente de la tem- peratura (o de la presión, dentro de limites moderados).
Sustancio
.-- - ---_
Acetato de etilo.^.^.^.^.^ .......*
Alcohol.................. cloruro...................
E t e r......................
A c e t o n a....................
A c e t i l e n o ,..................
Aire........................
Alcohol metilico............. A c e t a t o................... Amoniaco...................
Benceno....................
Bióxido de azufre (^).......... Bióxido de carbono _......
B i s u l f u r o................. Mmóxido (^)..................
retrac10rur...............
Butano (n-l (^)................ Butano (iso-) (^)............... Ciclohexano Cloro
Clomfolmo
Cloruro de metileno (^)....
Cloruro de metilo....
k Sustancia
........
0. E%5: ranQ
**....................... 0:
;z;;;Etileno...................... 0:
0.0189Heptano Cn-)................
- 0 2 0 9 pg;; Hexano Cn-.................
- 0 0 9 9 l-hxeno...................... $$ H i d r ó g e n o................... 0:
- 0 0 9 5 Hidr$moHy bióxido de carbono 2.......... ......... 2 0 %...................... 40&...................... 0......................
- 0 0 5 9** (^) 100%8 0 %^...................... ~:~~~~ Hidr$ge;j. ................ i ’ &6geno........ 0.0128 20%^ .......................................... ...................... ...................... ...................... ...................... .................... ...................... D. i%åd D’O042Nitr6geno.................... D:OO ;Oxido nftrico................. j Oxido nitroso................. I xi
masaIIi Oxigeno.^.^.^.^.^.^.^.^.^.^.^.^.^.^.^.^.^.^.^.^.
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y-y; Pentano (n-)..........
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212 3 2 1 1 5 2 1 2 3 9 2 5 7 2 938
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**0. 0 2 7 0 EE 0:
- 0 1 3 3 E-% O.&R
- 0 6 3 5
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D.Ol(h 0.0~
px $til D. D.
1. ::%Y ys,“,’ io MM l a Pev. J. H. “Chemical Engineers’ Hmdbook”, 3 d e d. McGraw-Hill Book Com- P-Y rnc., New York, 1950.
A P E N D I C E 9 0 9
Calor esoecífice = Btu/(Ib)(mdo F)
Gndos F. 4 0 0 -y z = z z z = z
**3 0 0 +
= Z -z = =** q 200 5 q ë= II = = = = loO+ =- = = 1 1
Líquido Atido Ac&tim lOO%, AdOM Ammiam Alwhol Anílim~ ;$$ d e Amdo Bmmn Alcohol Bencílico Cloruro de Bcncilo Balmucn 2 5 % CaCl, Balmucn 2 5 % NaCI Alcohol Butilicn Birultwo d e Carbono “;l”“, de Carbono
E2”’ Diclometano Dicloromctan Dihníh Difenilmetano ;~;idD;fenilo btato de Etilo Almhol Etilico
. II (^) ‘95% ” EC;l Bmcono 5 0 % Brelwm& Etilo CIOIWO de Etilo Etef Etílico Yoduro de Etilo Etila Gliml ,_-“-
31 iEb v Isopmpílim 40 A&ol Metílim l3A l
Clwum de Metilo 1 4 Naftalma
, iúWGrim 98%
lamo Grados 32- 176 68- 1 2 2 1;; : “7: 32- 3 2 - 2 6 6 5:: 1s’; :48-- 8660
‘2; : 2y;
‘$1 ,;;: 3 2 - 2 1 2 3 2 - 1 2 2 112- 7 7 .22 - 1 4 0 .40- 1 2 2 176 - 248 8 6 - 2 1 2 3 2 - 3 9 2 3 2 - 3 9 2 -g: $ 68- 1 7 6 68- 1 7 6 32- 2 0 41- 7 5
F 1
50
E,
**0. 2 2 A ; 8 OTA 4o 04A
60**
OSA
E 8^010 0 8
024 250g3 026 -^ -^ -
-4- 158. -4o- 5 9 -4- 158 1%: 1;: -4O- 6 8 32- 140
“#g: 27; 050
50- 2 1 2 3:: ::p
5 1 0 0.
FIG. 2. Calores específicos de liquidos. (Chilton, CoZhm, ami Vernon, basa- dos principalmente en datos de Zas Tablas lnternaciona.les de Valores Críticos. Perrg “Chemical Engineers’ Handbook”, 3d ed., McGraw-Hül Book Company, Znc. New York, 1950)
9 1 0 PROCESOS^ DE^ TRANSFERENCIA^ DE^ CALOR
Credos F o-
2 0 0 -
4 0 0 -
600-
soo-
IOOO-
1200-
1400-
1600-
ISOO-
2 0 0 0 -
2 2 0 0 -
2 4 0 0 -
2600-
Calor erpecifim = Stu/ (Ib) (ando F)
Ah Amoniece”
Fma -II (CCl,fl l **-21 KWI, F) m -22(CHCI F)
- -l13CC12F-CtlF,) HidrbomII Oremure** de Hidr6aw Cloruro d e Hidrópm Fluorum d e Hidróamn Yoduro de Hidrótkm Sulhwa d e Hidróomo Erde Hldrówn ”
**6 1.
- 9 60
- 8 ,4Q’3 0. 7 016 0. 6**
0. 5
3 0
E
sI 0. 2
“0” (^340 )
z
k
0. 1 0.
FIG. 3. Calores específicos de gases a 1 atm. (Perry, “Chemica Engineers’ Handbook”, 3d ed., McGraw-HiU Eook Company, Inc. New York, 1950)
9 1 2 PROCESOS^ DB^ TRANSFERENCIA^ DE^ CALOR
F I G
TEMPERATURA. l F 1+-5. Calores específicos de vapores de hidrocarburos a 1 atm. [Holcomb
and Brozm, Znd. Edg. Chem., 34,%595 (1942)]
&PENDICE 913
TABLA 6. GRAVEDADES ESPECIFICAS Y PESO MOLECULAR DE^ LIQUIDOS
compuesto Mol.^ s*
Acetaldehído................ Acetato de amilo............. Acetato de etilo.............. Acetato de metilo............ Acetona..................... Acetato de butilo............. Acetato de vinilo............. Abita acé~co’io~~~“:::::::::: Acido acétic?. 70% Acido n-butulco ......................... Acido i-butirico............... Acido clorosulfónico.......... Acido fórmico................ Acido nitrito 95%........... Acido nítrico 60%............ A c i d o propiónico............. Acido sulfúrico 100%........ Acido sulfúrico 98%......... Acido sulfúrico 60%......... Alcohol alílico............... Alcohol amilico.............. Alcohol n-buttiico............ Alcohol i-butílico............. Alcohol etilico 100%.......... Alcohol etílico 9 5 %.......... Alcohol etilico 40%.......... Alcohol isopropilicó-........... Alcohol octílico............... Alcohol n-propílico........... Amoniaco 100%.............. Amo$+x 2 6 F ‘I;lu-lldo a c é t i c o ” “ “ “ “ “ ”.............
...................... &lisol....................... nenceno.......... .._........ Bióxido de azufre... _........ Bióxido de carbono. _. _. _... Bisulfuro de carbono......... Bromotolueno, orto........... Bromotolueno, m e t a.......... Bromotolueno. para........... Bromuro de etilo. _..... _... Bromuro de II-propilo........ n-butano..... _. _ _ _. _.. i-butano..................... Ciclohexanol................. Clorobenceno................. ClorofoI-mo.................. Clorotolueno, orto............ Clorotolueno, meta........... Clorotolueno, wra........... Cloruro estánico............
I
58. %L 18:O 60.
..... 88. 88. 1 1 6. 5 46. .... .... 74. 98. ,.... .... 58. E 74: 46. . ... 60. .gg.f 17:o . .O. **02.
08.**
**!00. !12. t19. b26.
.26. L6O.**
- - 0. **0. i% 0: E x 1:
E i.
1% ::iz %E 0: % 0181
0.** ::Ei E8” 1. ::% :: 1. 1. 1. 0. 0. Ef 1: :.o; 1: 2.
T compuesto
Cloruro de etilo.............. Cloruro de metilo............ Cloruro de n-propilo............ Cloruro de sulfúriclo.......... Dibrometano
Glicerina 100%
n-hekano.................... 86.i Hidróxido de sodio 50%........... Yoduro de etilo............... 155. Yoduro de n-propilo........... 170. Mercurio..................... 200. Metacresol Metano1 100% Ea:::
90% .......... ;; ..; .1..-. MetiletilcetZ
.................... Naftaleno ................................... l;g; . Nitrobenceno.................. Nitrotolueno, orto Nitrotolueno. meta
Pentacloroetano.............. n-pentano................... Propano..................... Salmuera. Ca Cl, 25%........ Salmuera. Na Cl. 25% Sodio.......... l..............li23. Tetracloroetano............... 167. Tetracloroetileno.............. 165. Tetracloruro de carbono....... 153. Tetracloruro de titanio........ 189. Tribromuro de fósforo........ 270. Tricloruro de arsénico......... iii. Tricloruro de fósforo.......... Tricloroetikno............... T o l u e n o
I
**137.
xileno. orto~~~~.~.~.~.~.~.~.:::::::::::llos:: Xileno; meta..................... Xileno, para................. 1**
....
**s ***
YE; f.b$
0% **0:
?o”: O.Q
%i
:z 13:
0:
:i;: 1: :
E 1:
0.**
*** Aproximadamente a 68°F. Estos valores ser&n satisfactorios, sin extrapolación, para la mayoría de los problemas dz ingeniería.**
APENDICE
500 400 300 250
% 1 6 0 140 120
' 80 1 0 60 50
10 9 8 7 6!
41
1 FIG. 7. Constantes de equilibrio para hidrocarburos. [Scheibel and Jenny, Id. Eng. Chem., 37, 81 (1945))
