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ENFRIAMIENTO POR EVAPORACION




Enviado por ernesto_delgadomx



     

    Indice
    1.
    Principios

    2. Teoría de la torre de
    enfriamiento

    3. Torres De Tiro
    Mecánico

    4. Operación De una torre de
    enfriamiento

    5. Torres De Tiro
    Natural

    1.
    Principios

    Los procesos de
    enfriamiento del agua se
    cuentan entre los mas antiguos que se conocen. Algunos de estos
    procesos son lentos, como el enfriamiento del agua en la
    superficie de un estanque.
    El proceso de
    transferencia de calor
    comprende :

    1. La transferencia de calor latente debido a la
      evaporación de una porción pequeña de
      agua.
    2. La transferencia de calor sensible debido a la
      diferencia de temperatura
      entre el agua y el
      aire.

    La posible eliminación teórica de calor
    por libra de aire circulado en una torre de enfriamiento depende
    de la temperatura y el contenido de humedad del aire. La
    temperatura de bulbo húmedo es un indicador del contenido
    de humedad del aire. Por tanto, esta es la temperatura
    teórica mas baja a la que puede enfriarse el
    agua.

    2. Teoría
    de la torre de enfriamiento

    La teoría del proceso de transferencia de calor
    en una torre de enfriamiento, es la que desarrolló Merkel.
    Este análisis se basa en la diferencia del
    potencial de entalpía como fuerza
    impulsora.
    Se supone que cada partícula de agua esta rodeada por una
    película de aire y que la diferencia de entalpía
    entre la misma y el aire circundante proporciona la fuerza
    impulsora para el proceso de enfriamiento .
    En la figura siguiente se ilustran las relaciones del agua y el
    aire y el potencial impulsor que existe en una torre de
    contraflujo, en donde el aire fluye en sentido paralelo, pero
    siguiendo una dirección opuesta al flujo del agua.
     

    La línea de operación del agua esta
    representada por la línea AB y se especifica por medio de
    las temperaturas del agua de la torre en la entrada y salida. La
    línea de operación del aire principia en C,
    verticalmente por debajo de B, y en un punto que tiene una
    entalpía correspondiente a la temperatura de entrada de
    bulbo húmedo. La línea BC, representa la fuerza
    impulsora inicial (h’- h). El aire que sale de la torre se
    representa por medio del punto D y la gama de enfriamiento es la
    longitud proyectada de la línea CD sobre la
    escala de
    temperaturas.

    3. Torres De Tiro
    Mecánico

    En la actualidad se emplean dos tipos de torres de tipo
    mecánico; el de tiro forzado y el de tiro inducido. En la
    torre de tiro Forzado, un ventilador se monta en la base y se
    hace entrar el aire y se descarga a baja velocidad por
    la parte superior, la ventaja de ubicar el ventilador y el
    motor propulsor
    fuera de la torre, por lo que no se somete a corrosión , pero debido a la escasa
    velocidad del aire de salida, la torre se somete a una
    recirculación .
    La torre de tiro inducido es el tipo que se emplea con mayor
    frecuencia en Estados Unidos,
    la cual se divide en torres de contraflujo y de flujo
    transversales. Desde el punto de vista termodinámico, la
    configuración a contraflujo es mas eficaz , ya que el agua
    mas fría entra en contacto con el aire mas frío,
    obteniendo así el potencial máximo de
    entalpía.
    El fabricante de las torres de flujo transversal puede reducir
    con eficacia la
    característica de torre a acercamientos muy
    bajos incrementando la cantidad de aire para proporcionar una
    razón L/G mas baja. El aumento en el flujo de aire no se
    logra necesariamente incrementando la velocidad del mismo, sino
    sobre todo alargando la torre para aumentar el área de
    corte transversal para el flujo de aire.
    El tiempo de
    contacto entre el agua y el aire se dictamina en mayor grado por
    el tiempo necesario para que el agua se descargue por las
    boquillas y caiga a través de la torre hasta el
    depósito.
    Si el tiempo de contacto es insuficiente, ningún
    incremento en la relación aire agua generará el
    enfriamiento deseado.
    El funcionamiento de enfriamiento de cualquier torre que tiene
    una profundidad dada varia con la concentración del agua.
    El problema de calcular el tamaño de una torre de
    enfriamiento, consiste en determinar la concentración
    apropiada de agua que se necesita para alcanzar los resultados
    deseados. Después de determinar la concentración de
    agua necesaria, el área de la torre se calcula dividiendo
    los gal/min que circulan, entre la concentración del agua
    expresada en gal/(min)(ft2).

    4. Operación De una torre
    de enfriamiento

    Acondicionamiento del agua .- Los requisitos de
    acondicionamiento para una torre de enfriamiento consisten en la
    suma de las pérdidas de evaporación,
    pérdidas por arrastre y pérdidas a causa del
    viento.
    Potencia del
    ventilador.- Cuando se lleva a cabo un análisis del
    costo de una
    torre de enfriamiento y los costos de
    operación de la misma, uno de los factores mas
    significativos debe ser el establecimiento de la potencia del
    ventilador.
    La potencia del ventilador de la torre de enfriamiento puede
    sufrir una reducción sustancial a causa de un
    decrecimiento en la temperatura de bulbo húmedo del
    ambiente,
    cuando se emplean motores de doble
    velocidad en los ventiladores.
    Potencia de bombeo.- Otro factor importante en el análisis
    de la torre de enfriamiento, en especial para torres de
    tamaño mediano y grande, es la parte de la potencia de la
    bomba atribuida directamente a la torre de enfriamiento. Cuando
    se trata de torres de enfriamiento con boquillas de
    aspersión, la carga estática
    de bombeo será igual a la ascensión estática
    mas la pérdida de presión de
    las boquillas.
    Abatimiento de neblina y bruma.- Un fenómeno que ocurre
    con frecuencia en la operación de una torre de
    enfriamiento es la formación de neblina, que produce una
    bruma muy visible y con posibilidades muy altas de
    formación de hielo. La formación de neblina es
    ocasionada como resultado de la mezcla de aire caliente que
    abandona la torre, con aire ambiente de enfriamiento. En algunas
    ocasiones utilizan chimeneas en los ventiladores para reducir la
    neblina en la parte inferior de la torre.
    En los últimos tiempos el aspecto ambiental a recibido
    mayor atención, aunque aún existen
    personas que creen, en forma equivocada, que las descargas de las
    torres de enfriamiento son dañinas.

    5. Torres De Tiro
    Natural

    Las torres de tiro natural comenzaron a utilizarse en
    Europa en 1916.
    Estas son esencialmente apropiadas para cantidades muy grandes de
    enfriamiento y las estructuras de
    concreto
    reforzado que se acostumbra utilizar llegan a tener
    diámetros del orden de 80.7 m y alturas de
    103.6.

    Tanques De Rocio
    Los tanques de rocío constituyen un medio para reducir la
    temperatura del agua mediante el enfriamiento por
    evaporación y, al hacerlo, reducen enormemente la
    superficie de enfriamiento necesaria en comparación con un
    estanque de enfriamiento. El tanque de rocío emplea varias
    boquillas para rociar el agua y establecer contacto entre esta y
    el aire del ambiente. Una boquilla de rocío bien
    diseñada debe suministrar gotas finas de agua, pero sin
    producir un rocío que el viento arrastre con facilidad, ya
    que esto equivale a una pérdida excesiva de
    flujo.

     

     

     

     

     

    Autor:

    Ernesto Delgado Ch.

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