Practica torre de enfriamiento

Universidad Nacional Experimental del Táchira Vicerrectorado Académico Departamento de Ingeniería Mecánica Núcleo de Termofluidos Laboratorio de Plantas de Potencia

Práctica Nº 5

Proceso de refrigeración en una Torre de Enfriamiento (TE)

Trabajo realizado por: Profesor Orlando Pérez

San Cristóbal, octubre 2009

2 1 Introducción En esta práctica el estudiante analizará uno de loscomponentes de una planta de vapor, como lo es una Torre de Enfriamiento. La Torre de Enfriamiento usada es una torre básica de refrigeración didáctica, diseñada para dar a los estudiantes una apreciación de la construcción, el diseño y las características de operación de un sistema moderno de enfriamiento evaporativo. La unidad constituye también un ejemplo excelente de un sistema abierto a travésdel cual fluyen dos fluidos a diferentes temperaturas (agua y aire), entre los cuales se produce una transferencia de masa y calor. Se obtienen convincentes balances de energía y de masa, y los estudiantes pueden investigar rápidamente los efectos de: caudal de aire, caudal de agua, temperatura del agua, carga de enfriamiento, densidad de relleno, etc. sobre el rendimiento de una torre derefrigeración. Por otro lado, el estudiante podrá comparar las partes y la operatividad de la torre didáctica y la utilizada en la práctica anterior referente a la planta de vapor. 2 Objetivos Identificar los distintos componentes de la Torre de Enfriamiento didáctica del Laboratorio. Conocer los principios básicos de los procesos de enfriamiento del agua, utilizando la Torre de Enfriamiento. Determinarla capacidad de refrigeración de la Torre de Enfriamiento en función del flujo de aire para distintas cargas térmicas. Evaluar el efecto del flujo de agua y de aire sobre la temperatura del agua a la salida de la Torre de Enfriamiento. Evaluar el desenvolvimiento de la torre de enfriamiento con distintos empaquetados. 3 Qué es una Torre de Enfriamiento? En muchos procesos industriales se necesitaextraer calor de productos en elaboración o fluidos, para lo cual se emplea agua como refrigerante; ésta se calienta a medida que adsorbe energía a los productos o fluidos. Si se dispone de poca agua, es necesario enfriarla y poder reutilizarla nuevamente como refrigerante, es en este proceso de refrigeración de agua, donde participan las Torres de Enfriamiento. En tal sentido, las torres deenfriamiento son equipos que se utilizan para enfriar agua, transfiriendo calor y masa al aire atmosférico. Funcionan por evaporación y en menor medida por convección. Esto es, parte del agua que recorre la torre se evapora, tomando calor del medio circundante, así, el sistema de Torre de Enfriamiento no constituye un sistema cerrado de circulación, por lo contrario es abierto, ya que el agua que seevapora se debe reponer. 4 Tipos de torres de enfriamiento Existen varios tipos de torres: 4.1 Torres de circulación natural Atmosféricas: El movimiento del aire depende del viento y del efecto aspirante de las boquillas aspersores. Se usan en pequeñas instalaciones. Depende de los vientos predominantes para el movimiento del aire.

3 Tiro natural: El flujo de aire necesario se obtiene comoresultado de la diferencia de densidades, entre el aire más frío del exterior y húmedo del interior de la torre. Utilizan chimeneas de gran altura para lograr el tiro deseado.

4.2 Torres de tiro mecánico Tiro inducido: El aire se succiona a través de la torre mediante un ventilador situado en la parte superior de la torre. Son las más utilizadas. Tiro Forzado: El aire se fuerza por un ventiladorsituado en el fondo de la torre y se descarga por la parte superior. Las torres de tiro mecánico operan en contra-flujo. Las de tiro forzado tienen la ventaja de que los ventiladores mueven aire seco, y son generalmente más accesibles para mantenimiento. Su principal desventaja es la baja velocidad de descarga del aire húmedo, que se presta a recirculación de aire caliente y húmedo lo que reduce la...