Torres de refrigeración
Páginas: 17 (4009 palabras)
Publicado: 2 de marzo de 2012
TORRES DE REFRIGERACIÓN
Antes de comenzar definiendo Torres de refrigeración, haremos una introducción a estos equipos.
Nos centraremos para empezar en una operación unitaria, en nuestro caso acondicionamiento de gases. Enfriamiento de líquidos. Ésta pertenece a las operaciones unitarias físicas de transferencia simultánea de calor y materia.
1. ACONDICIONAMIENTO DE GASES. ENFRIAMIENTO DELÍQUIDOS.
El gas suele ser el aire y el líquido el agua pero el fundamento es universal. Es la operación unitaria que tiene por objeto modificar las condiciones de humedad y temperatura de una corriente de aire por interacción directa con otra corriente de agua. Se transfiere agua y energía calorífica de una corriente a otra. También se suele hablar de humidificar el aire, deshumidificar elaire, e incluso enfriamiento del agua.
El enfriamiento de agua se emplea sólo cuando el objetivo de la operación es el enfriamiento de una corriente de agua por contacto directo con el aire ambiente. Este último procedimiento también podría llevarse a cabo a través de aerorrefrigerantes.
Hay una serie de conceptos básicos para este tipo de operaciones que también se emplean en el secado, como son:• Humedad absoluta es la masa de vapor de líquido (ej. Agua) contenidos en la unidad de masa de gas (ej. Aire) libre de vapor ha= mH2O/m aire
• Humedad relativa es la razón entre la presión parcial de vapor del líquido y la presión vapor de dicho líquido a la temperatura del gas.
• Gas saturado es aquél en el que la presión parcial del vapor del líquido es la igual a la presión devapor de dicho líquido a la temperatura del gas. Su humedad relativa será de 100% y su humedad absoluta recibe el nombre de humedad de saturación.
• Punto de rocío, temperatura a la que es preciso enfriar un gas para que alcance su saturación.
• Temperatura húmeda. Es la temperatura estacionaria que alcanza una pequeña masa de líquido sumergida, en condiciones adiabáticas, en unacorriente de aire.
Para comprender este concepto, se explica el método empleado para la medición de la temperatura húmeda. Se recubre el bulbote un termómetro con un algodón empapado con el líquido del vapor presente en el gas, a continuación se hace pasar a su alrededor una corriente de gas no saturado a alta velocidad. Parte del líquido se evapora, por lo que va descendiendo la temperaturadel líquido, que al ser inferior a la del gas, tiene lugar una transmisión de calor desde el gas al líquido.En el equilibrio, la transmisión de calor desde el gas, es igual al calor necesario para vaporizar el líquido en contacto con el bulbo. La temperatura que marca el termómetro es la temperatura húmeda. La velocidad con que se alcanza este punto depende de la temperatura inicial y de lavelocidad del fluido del gas sobre la superficie líquida. La temperatura y humedad del gas prácticamente no se altera.
[pic]
Fig 1.1 Termómetro de bulbo húmedo.
Por esto, se produce una transmisión de calor del gas al líquido. Se alcanza al final un estado estacionario tal que la energía que se necesita para evaporar el líquido y calentar el vapor a la temperatura del gas es la energía queeste es capaz de ceder por estar a mayor temperatura. La temperatura del líquido en esta situación estacionaria recibe el nombre de temperatura húmeda. La temperatura del gas antes de de pasar por el termómetro húmedo se denomina temperatura seca, que puede medirse con un termómetro convencional. Coinciden ambas temperaturas sólo si el gas está saturado de humedad y entra a la temperatura dellíquido ya que no se evaporaría líquido. Por tanto, la temperatura húmeda es proporcional a la saturación del gas.
2. MODOS DE OPERACIÓN
Esta operación unitaria puede tener varios objetivos:
• Humidificar aire
• Deshumidificar aire
• Enfriar agua.
La humidificación se consigue poniendo en contacto aire no saturado con una corriente de agua a unas temperaturas en las que el aire...
Antes de comenzar definiendo Torres de refrigeración, haremos una introducción a estos equipos.
Nos centraremos para empezar en una operación unitaria, en nuestro caso acondicionamiento de gases. Enfriamiento de líquidos. Ésta pertenece a las operaciones unitarias físicas de transferencia simultánea de calor y materia.
1. ACONDICIONAMIENTO DE GASES. ENFRIAMIENTO DELÍQUIDOS.
El gas suele ser el aire y el líquido el agua pero el fundamento es universal. Es la operación unitaria que tiene por objeto modificar las condiciones de humedad y temperatura de una corriente de aire por interacción directa con otra corriente de agua. Se transfiere agua y energía calorífica de una corriente a otra. También se suele hablar de humidificar el aire, deshumidificar elaire, e incluso enfriamiento del agua.
El enfriamiento de agua se emplea sólo cuando el objetivo de la operación es el enfriamiento de una corriente de agua por contacto directo con el aire ambiente. Este último procedimiento también podría llevarse a cabo a través de aerorrefrigerantes.
Hay una serie de conceptos básicos para este tipo de operaciones que también se emplean en el secado, como son:• Humedad absoluta es la masa de vapor de líquido (ej. Agua) contenidos en la unidad de masa de gas (ej. Aire) libre de vapor ha= mH2O/m aire
• Humedad relativa es la razón entre la presión parcial de vapor del líquido y la presión vapor de dicho líquido a la temperatura del gas.
• Gas saturado es aquél en el que la presión parcial del vapor del líquido es la igual a la presión devapor de dicho líquido a la temperatura del gas. Su humedad relativa será de 100% y su humedad absoluta recibe el nombre de humedad de saturación.
• Punto de rocío, temperatura a la que es preciso enfriar un gas para que alcance su saturación.
• Temperatura húmeda. Es la temperatura estacionaria que alcanza una pequeña masa de líquido sumergida, en condiciones adiabáticas, en unacorriente de aire.
Para comprender este concepto, se explica el método empleado para la medición de la temperatura húmeda. Se recubre el bulbote un termómetro con un algodón empapado con el líquido del vapor presente en el gas, a continuación se hace pasar a su alrededor una corriente de gas no saturado a alta velocidad. Parte del líquido se evapora, por lo que va descendiendo la temperaturadel líquido, que al ser inferior a la del gas, tiene lugar una transmisión de calor desde el gas al líquido.En el equilibrio, la transmisión de calor desde el gas, es igual al calor necesario para vaporizar el líquido en contacto con el bulbo. La temperatura que marca el termómetro es la temperatura húmeda. La velocidad con que se alcanza este punto depende de la temperatura inicial y de lavelocidad del fluido del gas sobre la superficie líquida. La temperatura y humedad del gas prácticamente no se altera.
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Fig 1.1 Termómetro de bulbo húmedo.
Por esto, se produce una transmisión de calor del gas al líquido. Se alcanza al final un estado estacionario tal que la energía que se necesita para evaporar el líquido y calentar el vapor a la temperatura del gas es la energía queeste es capaz de ceder por estar a mayor temperatura. La temperatura del líquido en esta situación estacionaria recibe el nombre de temperatura húmeda. La temperatura del gas antes de de pasar por el termómetro húmedo se denomina temperatura seca, que puede medirse con un termómetro convencional. Coinciden ambas temperaturas sólo si el gas está saturado de humedad y entra a la temperatura dellíquido ya que no se evaporaría líquido. Por tanto, la temperatura húmeda es proporcional a la saturación del gas.
2. MODOS DE OPERACIÓN
Esta operación unitaria puede tener varios objetivos:
• Humidificar aire
• Deshumidificar aire
• Enfriar agua.
La humidificación se consigue poniendo en contacto aire no saturado con una corriente de agua a unas temperaturas en las que el aire...
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