Torre de enfriamiento

PROBLEMA

Encontrar el flujo de aire (m3/h) necesario para enfriar 4.35 L/min de agua de una temperatura cercana a 48°C hasta 28°C en una torre de enfriamiento. Explore por lo menos tres flujos de aire en el intervalo de 90 a 310 m3 /h.
Resuelva los balances de materia y energía en la torre de enfriamiento para cada flujo de aire que probó y conteste las siguientes preguntas:

¿Quécantidad de agua se evapora y se transfiere al aire en kg/h?

¿Cuáles son la temperatura y la humedad del aire a la salida de la torre?

¿Qué cantidad de agua se pierde por arrastre en kg/h?

¿Cuál es la influencia del flujo de aire en el enfriamiento del agua y en la cantidad de agua evaporada?


Corrida No
Tiempo
Flujo de H20
Flujo de Aire
Flujo de Aire
T H20 Entrada
T H20 Salida
TbsAire Entrada
Tbh Aire Entrada
Tbs Aire Salida
Tbh Aire Salida
Tbs Aire Ambiente
Tbh Aire Ambiente
1
10.00
261.00 kg/h
100.0 m3/hora
115.0 kg/h
35.00 °C
28.00 °C
25.00 °C
17.00 °C
33.75 °C
31.20 °C
18.50 °C
14.00 °C
1
20.00
261.00 kg/h
100.0 m3/hora
115.0 kg/h
35.00 °C
28.00 °C
25.50 °C
17.00 °C
32.75 °C
30.25 °C
20.00 °C
13.50 °C
1
30.00
261.00 kg/h
100.0 m3/hora115.0 kg/h
34.80 °C
27.90 °C
28.00 °C
17.00 °C
33.25 °C
30.50 °C
20.30 °C
13.30 °C
Pomedio
 
261.00 kg/h
100.0 m3/hora
115.0 kg/h
34.93 °C
27.97 °C
26.17 °C
17.00 °C
33.25 °C
30.65 °C
19.60 °C
13.60 °C
2
10.00
261.00 kg/h
200.0 m3/hora
230.0 kg/h
34.80 °C
23.80 °C
29.00 °C
17.00 °C
28.75 °C
26.25 °C
19.50 °C
13.50 °C
2
20.00
261.00 kg/h
200.0 m3/hora
230.0kg/h
34.80 °C
23.80 °C
28.00 °C
16.50 °C
28.00 °C
26.75 °C
19.50 °C
13.50 °C
2
30.00
261.00 kg/h
200.0 m3/hora
230.0 kg/h
34.80 °C
24.00 °C
28.00 °C
16.50 °C
28.25 °C
26.75 °C
19.50 °C
13.50 °C
Pomedio
 
261.00 kg/h
200.0 m3/hora
230.0 kg/h
34.80 °C
23.87 °C
28.33 °C
16.67 °C
28.33 °C
26.58 °C
19.50 °C
13.50 °C
3
10.00
261.00 kg/h
300.0 m3/hora
345.0 kg/h34.80 °C
21.80 °C
27.50 °C
16.00 °C
27.13 °C
26.50 °C
20.50 °C
14.00 °C
3
20.00
261.00 kg/h
300.0 m3/hora
345.0 kg/h
34.80 °C
22.00 °C
27.00 °C
16.00 °C
27.25 °C
26.62 °C
20.30 °C
13.30 °C
3
30.00
261.00 kg/h
300.0 m3/hora
345.0 kg/h
34.80 °C
22.00 °C
27.00 °C
16.00 °C
27.13 °C
26.50 °C
20.50 °C
14.00 °C
Pomedio
 
261.00 kg/h
300.0 m3/hora
345.0 kg/h
34.80 °C21.93 °C
27.17 °C
16.00 °C
27.17 °C
26.54 °C
20.43 °C
13.77 °C

Tiempo de acumulación del agua en el tanque receptor
 
 
 
Tiempo (seg)
Corrida 1
Corrida 2
Corrida 3
1
4.29 s
3.99 s
3.99 s
2
4.29 s
4.14 s
3.86 s
3
4.29 s
3.99 s
3.74 s
4
4.06 s
3.93 s
3.80 s
Promedio
4.23 s
4.01 s
3.85 s
Flujo Salida "D"
253.95 kg/h
240.71 kg/h
230.78 kg/hResultados
Balance de materia





Cálculo de las corrientes




Corrida 1


Balance de materia








Cálculo de la presión de saturación del aire P° a la salida



-3.122




0.0512


0.037







Cpaire
Cp(v)agua
Cp(l)agua
λ0
T0
Tsat
T
1.005kJ/kg°C
1.888kJ/kg°C
4.191kJ/kg°C
2501.7kJ/kg
0°C
28°C
26.16°C





0.056



Humedad relativa ala salida


Cálculo de la presión de saturación del aire P° a la entrada
A
12.0426
B
4030.178
C
-38.043
P
0.78 bar
TbH
26.17°C
TbH
290.15K
PM1
18g/mol
PM2
29g/mol


-3.94












Cpaire
Cp(v)agua
Cp(l)agua
λ0
T0
Tsat
T
1.005kJ/kg°C
1.888kJ/kg°C
4.191kJ/kg°C
2501.7kJ/kg
0°C
17°C
25.67°C








Humedad relativa a la entradaRegresando al balance
Balance de aire
Flujo de aire seco a la entrada

Flujo de aire seco a la salida

Balance de agua
Flujo de vapor de agua a la entrada


Flujo de vapor de agua a la salida





Balance de agua líquida en la corriente de aire a la salida









Resultados balance de materia flujos de entrada y de salida
A
aire
entrada
AYA
H20(V)
Entrada
C
H20(l)...