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Torres de Enfriamiento de Agua
Operaciones Unitarias II
Contenidos
1 2 Sistemas de Enfriamiento
Tipos de Torres de Enfriamiento
Criterios de Dimensionamiento Balance de Energía
3 4 5 3
6 3
Cálculo de Altura ( NUT y AUT) Caracteristicas de Funcionamiento Ciclos de Concentración
7 4
Introducción
• Las torres de enfriamiento son un tipo especial de columnasrellenas, que permiten enfriar agua de proceso a gran escala a traves del contacto con aire. Entre los materiales del relleno el más común es la madera de ciprès o pino, algunas utilizan laminas de asbesto, concreto o PVC. El mayor costo de operación lo representa la potencia consumida por los ventiladores.
•
•
Objetivo de un Sistemas de Enfriamiento Enfriar el agua de proceso para reutilizarlaen los equipos de transferencia de calor ( Condensadores o Intercambiadores de Calor):
? ? L ? CpL ? ?T
• • • • Donde: ? : Carga térmica de los equipos de tranferencia de calor L: Circulacion de liquido CpL : Capacidad calorifica del Liquido ?T : Rango o intervalo de temperaturas entre la entrada y salida de los equipos de transferencia de calor
Sistemas de Enfriamiento
Sistemas deEnfriamiento
Recirculación Abierta
Una Etapa
Recirculación Cerrada
Sistemas de Enfriamiento
• Recirculación Abierta:
? Caracteristicas: ? Flujos de agua moderados ? Rango de temperaturas entre 20 y 30 ºF. ? Ventajas: ? Reposición de agua
? Desventajas: ? Corroción ? Sucio y olor ? Tamaño ? Deterioro
“TORRES DE ENFRIAMIENTO DE AGUA”
Sistemas de Enfriamiento
• Una Etapa:
?Caracteristicas: ? Flujos de agua grandes ? Rango de temperaturas entre 5 y 10 ºF. ? Ventajas: ? Sistema de enfriamiento mas usado. ? Desventajas: ? Corroción ? Sucio y olor ? Tamaño ? Deterioro
Sistemas de Enfriamiento
• Recirculación Cerrada:
? Caracteristicas: ? Flujos de agua restringidos ? Rango de temperaturas entre 10 y 15 ºF. ? Ventajas: ? Agua limpia ? Desventajas: ? Corroción ? Sucio yolor ? Deterioro
Clasificación de Torres de Enfriamiento
CONTACTO DIRECTO (ENFRIAMIENTO POR EVAPORACION) CONTACTO INDIRECTO (ENFRIAMIENTO POR CONDUCCION-CONVECCION)
IMPULSO MECANICO (TIRO MECANICO)
IMPULSO NO MECANICO (TIRO NATURAL)
Patrón de flujo contracorriente o cruzado
? TIRO FORZADO ? TIRO INDUCIDO
? ATMOSFERICAS ?ASPERSORAS ? CHIMENEA HIPERBOLICA
CONTACTO DIRECTO –TIRO NATURAL
Agua caliente
Distribuidores
Superficie de contacto
TORRE DE ENFRIAMIENTO ATMOSFERICA
Deflectores
Aire atmosférico
Agua fría
CONTACTO DIRECTO – TIRO NATURAL
Aire húmedo y caliente
Elevación típica: 100 a 150 metros
TORRES DE ENFRIAMIENTO DE CHIMENEA HIPERBOLICA
Aire entrada
Carcasa de concreto reforzado Empaque Sistema de distribución Aire salidaAgua fría Agua caliente
Reservorio de agua fría
CONTACTO DIRECTO – TIRO MECANICO Aire salida Ventilador
Distribuidores
TORRE DE ENFRIAMIENTO DE TIRO INDUCIDO
Agua caliente
aire
Relleno Aire entrada
agua
Aire entrada
Agua fría
CONTACTO DIRECTO – TIRO MECANICO Aire salida
Agua caliente
TORRE DE ENFRIAMIENTO DE TIRO FORZADO
aire
Relleno
DistribuidoresVentilador
Aire atmosférico
Agua fría
Criterios de Dimensionamiento
1 2 3
Área de la torre de enfriamiento
Intervalo de enfriamiento (temperatura del agua caliente menos la del agua fría)
ESPECIFICACION
Diferencia útil de temperaturas a la temperatura de bulbo húmedo
ACERCAMIENTO
Criterios de Dimensionamiento
4
5
Cantidad de agua que se desea enfriar .
Velocidaddel aire a través de la torre
CAIDA DE PRESIÓN
Criterios de Dimensionamiento
Intervalo de enfriamiento (temperatura del agua caliente menos la del agua fría)
Criterios de Dimensionamiento
Diferencia útil de temperaturas a la temperatura de bulbo húmedo. (t líquido salida – T bulbo húmedo : 2,5 – 5,0 °C)
Temperatura de bulbo húmedo de aire de entrada
Acercamiento: t líquido…
