Tesina Diseño De La Torre De Limpieza

2.5.4 Diseño de la torre de limpieza
En general, los fabricantes de torres de limpieza húmedas garantizan una eficiencia de recolección para un diseño específico. Esta eficiencia de recolección depende de la relación líquido a gas, de la velocidad del gas en el venturi y de la caída de presión. La razón L/G y la caída de presión impactan el costo de OyM mientras que la velocidad del gas en elventuri impacta el costo de capital. (Véase la Sección 1 Capítulo 2 para una discusión de los costos de capital y los costos anuales.) Por lo tanto, no existe un método de diseño directo. Debe emplearse un método iterativo que visualice tanto el costo de capital como el costo anual. La relación entre L/G, la velocidad del gas en el venturi y la caída de presión se muestra en la Figura 2.10 para unatorre de limpieza por venturi.
Varios investigadores han desarrollado un número de métodos para estimar los parámetros de diseño del venturi. En este capítulo se presentan cuatro de los métodos más comunes usados por los diseñadores. Para discusiones más teóricas de las ecuaciones de diseño de torres de limpieza, tales como para el cálculo de la caída de presión para un diámetro de partículaespecífico, véase las Referencias [1, 2, y 4]

Throat Velocity (ft/sec)
Figura 2.10: Relación entre la caída de presión, la velocidad de garganta y L/G
2.5.4.1 Estimación de la caída de presión
2.5.4.1.1 Ecuaciones de caída de presión
La mayoría de las ecuaciones de caídas de presión para las torres de limpieza de venturi son de la forma:
(2.17)
∆P = kv2 ρg (L
G)
donde ∆P = caídade presión a través del venturi,
v = velocidad de garganta,
ρ g = densidad del gas,
L/G = relación líquido a gas, y
k = factor de correlación para un diseño específico de torre de limpieza.
Una de las ecuaciones más aceptadas para estimar la caída de presión a través de una torre de limpieza por venturi fue publicada por Calvert [24]. La caída de presión está dada por:
−
∆P = 5.4×10 4v2 ρg (L
G) (2.18)
donde ∆P = caída de presión a través del venturi en pulgadas de agua (in H2O),
v = velocidad de garganta en pies por segundo (ft/s),
ρ g = densidad de la corriente de gas saturada en libras por pie cúbico(lb/ft3), y
L/G = relación líquido a gas en galones por 1000 pies cúbicos (gal/1000 ft3).
La ecuación de Calvert predice la caída de presión razonablemente bien pararelaciones líquido a gas moderadas. Se ha encontrado que la ecuación funciona bien para relaciones entre 3 gal/1000 ft3 y 10gal/1000 ft3 , pero por encima de 12 gal/1000 ft3 la ecuación sobrestima la caída de presión en 80% o más [13].
También se emplea ampliamente un modelo para la caída de presión publicada por Hesketh [16]. El modelo está basado en la correlación de datos experimentalesobtenidos de muchas diferentes torres de limpieza. La ecuación de Hesketh’s para la caída de presión está dada por:
2 0.133
v ρ A
2

G
G
(L )(L )
⎛⎜
⎞⎟
g
∆P
0.56 0.125
0.0023
(2.19)
+
+
=
507
donde ∆P
= caída de presión a través del venturi en pulgadas de agua (in H2O),
v = velocidad de garganta en pies por segundo (ft/s),
ρ g = densidad de la corriente de gassaturada en pies por pie cúbico (lb/ft3),
A = área de la sección transversal de la garganta en pies cuadrados (ft2), y
L/G = relación líquido a gas en galones por 1000 pies cúbicos (gal/1000 ft3).
Esta ecuación se simplifica con frecuencia a:
L
0.78
2 0.133
v ρ A ()
G
(2.20)
∆P = g
1270
Hesketh determinó experimentalmente una relación entre la caída de presión y la eficiencia derecolección [2]. Basado en los datos obtenidos, Hesketh concluyó que el venturi es esencialmente 100% eficiente para partículas mayores que 5 µm. Desarrolló una correlación entre la caída de presión y la penetración para tamaños de partícula por debajo de éste valor, dada por:
C
i −1.43
Pt == 3.47 ∆P
(2.21)
Co
donde Ci y Co = concentración de partículas <5 µm a la entrada y salida del...