TEXTO BASICO DE OPERACIONES UNITARIAS III

TEXTO BÁSICO DE OPERACIONES UNITARIAS III

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CAPÍTULO I

1 TORRES DE ENFRIAMIENTO DE AGUA POR
EVAPORACIÓN:

1.1

GENERALIDADES:

A nivel industrial es muy importante la utilización de los sistemas de enfriamiento ya
que ayudan en primer lugar a reutilizar el agua que se consume y en segundo lugar
se aprovecha la energía que sale con la misma después de ciertos procesos de
intercambio de calor,de esta manera existe ahorro económico para la empresa, por
lo tanto, mayores ingresos, por otro lado se evita la contaminación del ambiente
vertiendo agua caliente al entorno adyacente (riachuelos, ríos, lagos, lagunas, etc.).
Los sistemas de enfriamiento que utilizan condensadores enfriados por agua en la
planta de refrigeración, deben disponer de un suministro continuo de agua fría. Por
lasrazones que ya se explicaron, en general las fuerza natural del agua son
limitadas. En este caso debemos arreglárnoslas para enfriar el agua caliente,
después de que esta pasa por el condensador, para luego regresarla al mismo.
La torre de enfriamiento es el equipo que hace este trabajo. Transfiere calor desde el
agua del condensador hasta el aire atmosférico. La mayor parte de la transferencia
decalor se logra mediante la evaporización, hacia la atmósfera, de un pequeño
porcentaje de agua. El calor necesario para la evaporización se toma de la misma
agua, enfriándola así el agua que sale del condensador se bombea de la parte
superior de la torre de enfriamiento, y se esparce por la misma, hacia abajo. la torre
tiene mamparas internas que se llama rellenos, o empaque que fragmentan el aguaformado gotas pequeñas cuando el agua salpica al empaque. Con ello se mejora la
transferencia de calor. El agua enfriada se recibe en un tanque y se recircula
después al condensador.
Además del agua que se pierde por enfriamiento evaporativo, también hay otras dos
causas de pérdidas: la perdida por arrastre se origina cuando el viento se lleva las
gotas de agua. La pérdida por purga se presentacuando se vacía y desecha una
pequeña parte del agua del tanque. Esta purga se debe hacer a intervalos regulares
para evitar una acumulación continua de minerales que de otro modo se presentaría
debidos a las perdidas por evaporización. Es necesario prever agua del relleno. Esto
se hace con un suministro de agua al tanque, controlado con una válvula de flotador
del nivel.
Con estos antecedentespodemos decir que los sistemas de enfriamiento de agua
por evaporación son una Operación Unitaria de contacto gas - líquido entre el aire y
el agua con el propósito de disminuir la temperatura del agua, por el contrario el aire
se humedece y aumenta su temperatura pero sin llegar a la saturación.
Ing. Hanníbal Brito M.

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El mayor enfriamiento que alcanza elagua se da debido a la evaporación y a la
transferencia tanto de calor como de energía simultáneo, es decir, el agua se
evapora mientras que el aire se humedece.

agua

Transporte de Masa
aire

caliente

Transporte Energía

TL > T
Donde:
TL = Temperatura del agua
T = Temperatura del aire
La temperatura húmeda del aire es la temperatura límite de enfriamiento.
El calor que se transfiere es elcalor: sensible el que gana el aire pero en cantidades
pequeñas y el calor latente que sede al aire que se dan en grandes cantidades.

Cp aire = 4 Cp agua.

El calor latente de vaporización toma el aire del agua caliente y disminuye el calor
sensible para que se enfríe el agua.

TL > Tw aire
Donde:
TL = Temperatura del agua
TW = Temperatura húmeda del aire
El calor latente del agua a la temperaturahúmeda del aire es: w = 550 kcal/kg.
Este valor es mayor si la temperatura baja de lo contrario es menor. Cada Kg de
agua deberá tomar 550 calorías para evaporarse y este Kg de agua deberá enfriarse
5,5 °C. Cada 2 % de agua que se evapora tendrá la disminución de la temperatura
en 10 °C.

Ing. Hanníbal Brito M.

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CLASIFICACION DE TORRES DE...