Laboratorio de Plantas Generadoras de Vapor

Practica # 5 Torres de enfriamiento

Jonathan Mancilla BalderasMatricula: 1149048Hora: N2Brigada: 217Instructor: M.C. Raymundo Said Zamora PequeñoFecha de entrega: 13 de octubre de 2015

Practica # 5

Torres de enfriamiento.

INTRODUCCIÓN

Una torre de refrigeración o enfriamiento es una instalación que extrae calor del agua mediante evaporación o conducción. Las industrias utilizan agua de refrigeración para varios procesos. Como resultado, existen distintos tipos de torres de enfriamiento. Existen torres de enfriamiento para la producción de agua de proceso que solo se puede utilizar una vez, antes de su descarga. También hay torres de enfriamiento de agua que puede reutilizarse en el proceso.

Cuando el agua es reutilizada, se bombea a través de la instalación en la torre de enfriamiento. Después de que el agua se enfría, se reintroduce como agua de proceso. El agua que tiene que enfriarse generalmente tiene temperaturas entre 40 y 60 ˚C. El agua se bombea a la parte superior de la torre de enfriamiento y de ahí fluye hacia abajo a través de tubos de plástico o madera. Esto genera la formación de gotas. Cuando el agua fluye hacia abajo, emite calor que se mezcla con el aire de arriba, provocando un enfriamiento de 10 a 20˚C.

Parte del agua se evapora, causando la emisión de más calor. Por eso se puede observar vapor de agua encima de las torres de refrigeración.

Para crear flujo hacia arriba, algunas torres de enfriamiento contienen aspas en la parte superior, las cuales son similares a las de un ventilador. Estas aspas generan un flujo de aire ascendente hacia la parte interior de la torre de enfriamiento. El agua cae en un recipiente y se retraerá desde ahí para al proceso de producción.

Existen sistemas de enfriamiento abiertos y cerrados. Cuando un sistema es cerrado, el agua no entra en contacto con el aire de fuera. Como consecuencia la contaminación del agua de las torres de enfriamiento por los contaminantes del aire y microorganismos es insignificante. Además, los microorganismos presentes en las torres de enfriamiento no son eliminados a la atmósfera.

MARCO TEÓRICO

TORRE DE ENFRIAMIENTO :

Las Torres de enfriamiento son estructuras para refrigerar agua y otros medios a temperaturas próximas a las ambientales. El uso principal de grandes torres de refrigeración industriales es el de rebajar la temperatura del agua de refrigeración

utilizada en plantas de energía, refinerías de petróleo, plantas petroquímicas, plantas de procesamiento de gas natural y otras instalaciones industriales.

Existen tres tipos de torre de enfriamiento: Tiro natural ayudada por una chimenea o de tiro natural ayudada por ventiladores y de tiro forzado.

Las torres de enfriamiento profesionales utilizan válvulas que tiran bastante agua pero de una forma como una regadera para así ser enfriada más rápidamente y fácilmente.

Imagen 1.1.- Diagrama de una torre de enfriamiento simple

La Psicrometría es una rama de la ciencia por la cual se estudian las propiedades termodinámicas del aire húmedo y del efecto de la humedad atmosférica en los materiales y en el confort humano.

El aire húmedo, está constituido por una mezcla de air freso y vapor de agua.

Este aire conocido como aire húmedo, está constituido por una mezcla de aire seco y vapor de agua.

El aire seco es una mezcla de varios gases. Su composición general es la siguiente

Nitrógeno 77% Oxigeno Dióxido de carbono y otros gases 1 %

En relación con su temperatura, el aire tiene la propiedad de retener cierta cantidad de vapor de agua. A menor temperatura, menor cantidad de vapor, y a la inversa mayor cantidad de temperatura, mayor cantidad de vapor de agua.

Los   anillos de Raschig  son cilindros huecos, cuyo diámetro va de 6 a 100 mm o más. Pueden fabricarse de porcelana industrial, que es útil para poner en contacto a la mayoría de los líquidos, con excepción de álcalis y ácido fluorhídrico; de carbón que es útil, excepto en atmósferas altamente oxidantes; de metales o de plásticos. Los plásticos deben escogerse con especial cuidado, puesto que se pueden deteriorar, rápidamente y con temperaturas apenas elevadas, con ciertos solventes orgánicos y con gases que contienen oxígeno. Los empaques de hojas delgadas de metal y de plástico ofrecen la ventaja de ser ligeros, pero al fijar los límites de carga se debe prever que la torre puede llenarse inadvertidamente con líquido. Los anillos de Lessing y otros con particiones internas se utilizan con menos frecuencia. Los empaques con forma de silla de montar, los de Berl e Intalox y sus variaciones se pueden conseguir en tamaños de 6 a 75 mm; se fabrican de porcelanas químicas o plásticos. Los anillos de Pall, también conocidos como Flexirings, anillos de cascada y, como una variación, los Hy-Pak, se pueden obtener de metal y de plástico. Generalmente, los tamaños más pequeños de empaques al azar ofrecen superficies específicas mayores (y mayores caídas de presión), pero los tamaños mayores cuestan menos por unidad

de volumen. A manera de orientación general: los tamaños de empaque de 25 mm o mayores se utilizan generalmente para un flujo de gas de 0.25 m³/s, 50 mm o mayores para un flujo del gas de 1 m³/s. Durante la instalación, los empaques se vierten en la torre, de forma que caigan aleatoriamente; con el fin de prevenir la ruptura de empaques de cerámica o carbón, la torre puede llenarse inicialmente con agua para reducir la velocidad de caída.

Un hidrómetro es un instrumento desarrollado para el uso de medir la densidad relativa o gravedad específica de varios líquidos. Mide la densidad en relación a su radio, comparado contra la densidad del agua. La densidad relativa del agua es una constante de 1.0, y para obtener una lectura precisa, debe haber partes iguales de agua y del otro líquido a medir.

Balance de energía en una torre de enfriamiento

L1H 1+G1H 1=L2H 2+G2H 2

Agrupando términos

L1H 1+L2H 2=G1H 1+G2H 2

Tomando en cuenta las siguientes condiciones que ingenierilmente son validas

G1=G2=GS

L1=L2=LS

Sustituyendo y factorizando en la ecuación anterior

LS (H 1−H 2)=GS(H 2−H 1)

Despejando para Gs

GS=LS(H 1−H 2)(H 2−H 1)