Practica De Torre De Enfriamiento

PROYECTO # 3

ANÁLISIS DE LOS PUNTOS CRÍTICOS, EN LA TORRE DE ENFRIAMIENTO DEL LABORATORIO DE INGENIERÍA QUÍMICA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA TORRE.

OBJETIVOS

GENERAL:

Establecer alternativas para la rehabilitación de la torre de enfriamiento.

ESPECÍFICOS:

Levantamiento de campo

Análisis de la información recopilada.

Propuestas de alternativas.

FUNDAMENTO TEORICO

La humidificación es una operación que consiste en aumentar la cantidad de vapor presente en una corriente gaseosa; el vapor puede aumentar pasando el gas a través de un líquido que se evapora en el gas.

Esta transferencia hacia el interior de la corriente gaseosa tiene lugar por difusión y en la interfase hay, simultáneamente, transferencia de calor y de materia.

A grandes rasgos, el proceso que tiene lugar en la operación de humidificación es el siguiente:

Una corriente de agua caliente se pone en contacto con una de aire seco (o con bajo contenido en humedad), normalmente aire atmosférico.

Parte del agua se evapora, enfriándose así la interfase.

El seno del líquido cede entonces calor a la interfase, y por lo tanto se enfría.

A su vez, el agua evaporada en la interfase se transfiere al aire, por lo que se humidifica.

La deshumidificación es una operación que consiste en reducir la cantidad de vapor presente en una corriente gaseosa, mediante una condensación parcial del vapor, que se separa.

CONCEPTOS BÁSICOS DE HUMIDIFICACIÓN

Psicometría.-Es la ciencia que estudia las propiedades y procesos termodinámicos del aire húmedo.

Temperatura bulbo seco.-Es la temperatura medida por un termómetro ordinario.

Temperatura bulbo húmedo.-Es la temperatura medida por un termómetro cuyo bulbo se halla envuelto por un trozo de gasa empapada de agua destilada y ventilado con una velocidad de aire suficiente.

Temperatura de rocío.-Es la temperatura que empieza a condensar el vapor de agua de un estado de aire húmedo

Calor sensible.-Es el calor evidente al tacto, midiéndose mediante un termómetro. Es el calor que sentimos y comentamos siempre.

Calor latente.-Es la cantidad de calor necesario para cambiar el estado de una sustancia sin alterar su temperatura. Este calor no es percibido por el cuerpo humano

Humedad molar del aire.-Es la relación molar de moles de agua por cada mol de aire seco que también puede expresarse en función de las presiones parciales.

P_A+P_B=P_T

H_m=P_A/P_B =P_A/(P_T-P_A )

Humedad másica absoluta.-Es la relación molar convertida a masa por medio de los pesos moleculares, es la forma más común de expresar la humedad del aire, esta expresión es la que normalmente se usa en los cálculos de ingeniería.

H=(masa del agua)/(masa del aire seco)=18/29 P_A/(P_T-P_A )

Humedad de saturación.-Es la expresión de la humedad absoluta en función de la presión de vapor.

H_S=18/29 〖P_A〗^V/(P_T-P_A )

Humedad relativa.-Es la cantidad de agua en forma de vapor que contiene un determinado estado de aire húmedo. Tiene un valor comprendido entre 0-100% y nos indica el grado de saturación. Cuando la humedad supera el 100% aparece el fenómeno niebla. Se define como el cociente de la presión parcial entre la presión de vapor a una temperatura dada por 100.

H_R=P_A/〖P_A〗^V *100

% de humedad.-Este es un concepto semejante al anterior, salvo que el cociente se hace entre la humedad absoluta y la humedad de saturación.

% H=H_ABS/H_S *100

Calor especifico del aire húmedo.-También conocido como calor húmedo, es entendido como la capacidad calorífica del aire seco más la de su contenido de agua. Calor necesario para elevar 1lbm o 1 kg de gas más el vapor que le acompaña, en 1°F o 1°C

CH=0.24 kcal/(°C*kg de aire)+0.46 kcal/(°C*kg de vapor)*H

Volumen especifico del aire húmedo.-Esta propiedad es inversa de la densidad del aire, conocido también como volumen húmedo, el cual se aplica en los casos cuando se deba convertir flujos másicos en volumétricos. Es el volumen total de una masa de gas exento de vapor más el vapor que lo acompaña a 1atm de presión y a la temperatura del gas.

VH=[(359 〖ft〗^3/lbmol)/(29 (lb aire)/lbmol)+(359〖ft〗^3)/(18 lbH_2 O)*HU (lbH_2 O)/(lb aire)]=〖ft〗^3/(lb aire)

Para P= 1atm y 32°F

VH=[12.3797+(19.9444*HU) ][(T+460)/492][(14.7)/P]

Para T=°F y P= lb/in²

Carta de Psicométrica.-Es un diagrama que muestra las propiedades de las mezclas de un gas permanente y un vapor condensable. Tiene una gran utilidad, ya que la gráfica de humedad es fuente de datos para una mezcla definida de aire-agua.

CLASIFICACIÓN DE LAS TORRES DE ENFRIAMIENTO.

Las torres de enfriamiento son equipos que se usan para enfriar agua en grandes volúmenes porque, son el medio más económico para hacerlo, si se compara con otros equipos de enfriamiento como los cambiadores de calor donde el enfriamiento ocurre a través de una pared.

En el interior de las torres se monta un empaque con el propósito de aumentar la superficie de contacto entre el agua caliente y el aire que la enfría. En las torres se colocan deflectores o eliminadores de rocío que atrapan las gotas de agua que fluyen con la corriente de aire hacia la salida de la torre, con el objeto de disminuir la posible pérdida de agua.

Las torres de enfriamiento se clasifican de acuerdo con los medios por los que se suministra el aire. Todas emplean hileras horizontales de empaque para suministrar gran superficie de contacto entre al aire y el agua. El agua se introduce por el domo de la torre por medio de vertederos o por boquillas para distribuir el agua en la mayor superficie posible.

El enfriamiento ocurre cuando el agua, al caer a través de la torre, se pone en contacto directo con una corriente de aire que fluye a contracorriente o a flujo cruzado, con una temperatura de bulbo húmedo inferior a la temperatura del agua caliente, en estas condiciones, el agua se enfría por transferencia de masa (evaporación ) y por transferencia de calor sensible y latente del agua al aire, lo anterior origina que la temperatura del aire y su humedad aumenten y

...