proyecto contracorriente
En esta sección se presentan los resultados y gráficas obtenidas de los cálculos realizados para el cumplimiento de los objetivos, además de un análisis de los mismos, basado en fundamentos bibliográficos.
Objetivo 1. Precisar el principio básico de funcionamiento de una torre de enfriamiento.
Las operaciones de humidificación implican transferencia demateria entre una fase líquida pura y un gas permanente que es insoluble en el líquido. Estas operaciones son algo más sencillas que las de absorción y stripping, ya que el líquido contiene solamente un componente y no hay gradientes de concentración ni resistencia a la transferencia en la fase líquida. Por otra parte, tanto la transmisión de calor como la transferencia de materia son importantesy se condicionan mutuamente. En la operación de humidificación las transferencias de calor y materia transcurren conjuntamente y tanto la concentración como la temperatura varían simultáneamente [1].
El proceso de enfriamiento de agua con aire es una operación de transferencia de calor muy importante y usado ampliamente. Este se basa en enfriar el agua exponiendo su superficie o poniendo encontacto con aire atmosférico. En una torre con relleno se colocan los dos fluidos; aire atmosférico y agua en contracorriente y debido a que estos dos fluidos no se encuentran en equilibrio, ya que existen diferencias entre estos en cuanto a sus energías, ocurren procesos de transferencia de calor para tratarse de equilibrar.
El proceso de transferencia de calor comprende la transferencia de calorlatente debido a la evaporación de una porción pequeña de agua y la transferencia de calor sensible debido a la diferencia de temperatura entre el agua y el aire. Aproximadamente el 80 % de dicha transferencia de calor se debe al latente y el 20 % al sensible [2].
En la actualidad se emplean dos tipos de torres de tiro mecánico; el de tiro forzado y el de tiro inducido. En la torre de tiroforzado, el ventilador se monta en la base y se hace entrar el aire en la base de la misma y se descarga con baja velocidad por la parte superior. Esta disposición tiene la ventaja de ubicar el ventilador y el motor propulsor fuera de la torre, sitio muy conveniente para la inspección, el mantenimiento, y la reparación de los mismos. Puesto que el equipo queda fuera de la parte superior caliente yhúmeda de la torre, el ventilador no está sometido a condiciones corrosivas; sin embargo, dada la escasa velocidad del aire a la salida, la torre de tiro forzado está sujeta a una recirculación excesiva de los vapores húmedos de salida que retornan a las entradas del aire. Puesto que la temperatura de bulbo húmedo del aire de salida es mucho mayor que la del aire circundante, existe una reducción en elbuen desempeño, lo cual se evidencia mediante un incremento en la temperatura de agua fría (saliente). La torre de tiro inducido es el tipo que se emplea con mayor frecuencia. A su vez, esta clase general se subdivide en diseños de contraflujo o flujos transversales. La configuración de la torre de tiro inducido es opuesta a la de tiro forzado; en ésta, el ventilador se ubica en el tope de latorre, de manera que succiona el aire llevándose a cabo un contacto en contracorriente. Las torres de enfriamiento poseen un relleno que permite aumentar el área superficial para el contacto entre las fases, así como el tiempo de residencia a fin de maximizar el intercambio térmico.
Objetivo 2. Curvas de operación y curva de equilibrio del equipo de torre de enfriamiento.
En este objetivo serealizó la curva de equilibrio y las curvas de operación a cada uno de los distintos caudales con los que se trabajó.
La elaboración de la curva de operación de la torre de enfriamiento consiste en representar las temperaturas de entrada y salida del agua en un diagrama de temperatura-entalpía (T-H).
Las coordenadas del fondo de la torre vienen dadas por la temperatura de salida del agua de la...
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