Torres de

Enfriamiento

M. En C. José Antonio González Moreno

TGO. Químico Industrial

Máquinas Térmicas

Octubre del 2015

Introducción:

En esta presentación se estudiarán los conceptos básicos de lo que es una torre de enfriamiento, también se explicará la clasificación de las Torres de enfriamiento, además se expondrán los tipos de empaque y rellenos que componen la torre.

Finalmente se presentan las conclusiones, las referencias bibliográficas consultadas y las preguntas de repaso del tópico expuesto.

Antecedentes:

Las torres de enfriamiento surgieron a partir del s. XVIII

juro con la Revolución Industrial. En sus comienzos se les

llamaban piletas de rocío (año 1910) y después se

modificaron a torres atmosféricas (año 1915).

Desarrollo del Tema: Definición de Torre de Enfriamiento (TE): Es un intercambiador de calor que enfría agua por medio de la evaporación.

Se utiliza principalmente en los condensadores industriales.

Las TE son utilizadas cuando los rangos de enfriamiento son bajos generalmente entre 5 y 25 °C.

La temperatura mínima que se puede alcanzar en una TR, es la temperatura del bulbo húmedo del aire circundante.

Desarrollo del Tema: Humidificación: Es el grado y la mezcla en equilibrio que

la constituyen el aire y el vapor de aire.

Suponiendo que el comportamiento de la mezcla cumple

con las leyes de los gases ideales (Boyle-Marriotte, Gay-

Lussac y Charles), la presión ejercida por la mezcla será

igual a la suma de la presión parcial del gas y la del

vapor (Ley de Raoult y Carta Psicrométrica). Es decir:

Ptotal = Ppg + Ppv

En estas condiciones, la fracción molar del vapor es:

Total

v

total

v

P

Pp

n

n y

Desarrollo del Tema: Es necesario establecer que la fracción molar es igual a

la composición del volumen.

Otros términos importantes son:

Desarrollo del Tema:

Otros conceptos básicos importantes son:

Desarrollo del Tema: Otros conceptos básicos importantes son:

Desarrollo del Tema: Otros conceptos básicos importantes son:

Componentes de Una Torre

Componentes de Una Torre

Componentes de Una Torre

Componentes de una Torre:

Estructura de la Torre: Es la estructura que le da forma a la torre y puede ser

metálica, de madera o de hormigón.

Rociadores: Los Rociadores: Se encuentran en la parte superior de la

Torre y permiten que el agua caliente ingrese en forma

de gotas para aumentar su superficie de contacto.

Empaquetamiento o Relleno: Empaquetamiento: Es una estructura que se encuentra en el interior de la Torre y puede ser metálica, plástica o de madera.

Su función es obligar a que el agua que cae en forma de gotas, permanezca por más tiempo dentro del cuerpo de la torre.

Eliminadores de Acero y Rocío:

Es una estructura ubicada en la parte superior de a torre y

tiene la finalidad de evitar que las gotas pequeñas sean

arrastradas por la corriente de aire fuera del sistema.

Reservorio: Reservorio: Se encuentra en el fondo de la torre y es un tanque en el cual se recoge el agua enfriada para regresar nuevamente al sistema.

Tubería de agua adicional:

Tubería de restitución de agua: Conforme se produce la

evaporación, es necesario ir restituyéndola. Para este

propósito existe una tubería que mantiene el nivel del

depósito constante.

Escalera de Acceso: Escalera de Acceso: se construye de acuerdo a las especificaciones de la OSHA* y permite una fácil inspección y mantenimiento. Esta fabricada, por lo general, del mismo material de la estructura de la torre (Fibra de vidrio reforzada con resina poliéster o en madera tratada químicamente).

*Occupational Safety and Health Administration

Clasificación de las Torres de

Enfriamiento: Se pueden clasificar de acuerdo a:

1) al tipo de relleno utilizado (Relleno laminar o relleno de goteo).

2) De acuerdo a la forma en que ocurre el intercambio de calor entre el agua y el aire (Tipo Natural o Mecánica).

Torre de Enfriamiento de

Circulación Natural:

Torre de Enfriamiento de

Circulación Natural:

Torre de Enfriamiento de Flujo

Cruzado o Atmosféricas: El agua cae en flujo cruzado con el aire. Presentan bajos

costos de mantenimiento. No es posible lograr

acercamientos pequeños y pueden ser construidas con

relleno o sin relleno.

T de E con Circulación Mecánica

de Tiro Inducido: El aire se succiona a través de la Torre mediante un

ventilador situado en la parte superior de la misma. Son

las más comunes.

T de E con Circulación Mecánica

de Tiro Forzado: El aire se presiona por un ventilador situado en el fondo de la Torre y se descarga por la parte superior.

Este tipo de Torre están sujetas a la recirculación del aire caliente y húmedo que es descargado, dentro de la toma del ventilador debido a la baja velocidad de descarga y que reduce la eficiencia de la torre.

El tiro inducido en la parte superior de la torre evita lo anterior y permite una distribución interna más uniforme del aire.

T de E con Circulación Mecánica

de Tiro Forzado:

Otros tipos de Torres de

Enfriamiento:

Otros tipos de Torres de

Enfriamiento:

Tipos de Relleno:

Tipos de Relleno:

Tipos de Relleno:

Tipos de Relleno:

Causas de Taponamiento en los

Rellenos:

Deformación del Relleno:

Algunas Aplicaciones:

Algunas Aplicaciones:

Algunas Aplicaciones:

Algunas Aplicaciones:

Conclusiones:

Las Torres de Enfriamiento son necesarias en muchos

procesos industriales y se adecuan de acuerdo a las

necesidades de la empresa para agilizar la producción.

Su estudio en esta presentación es limitado, siendo

responsabilidad del estudiante, el profundizar en el tema.

Referencias Bibliográficas: 1) Foust A. S. Principios de Operaciones Unitarias. 2da Edición. Editorial CECSA (1990).

2) Ocon García J. y Tojo Berreiro G. Problemas de ingeniería Química. Ed. Aguilar (1980) Descargado de http:4shared/tojo.html

3) Perry and Green. Manual de Ingeniero Químico, Tomo 1. Ed. McGraw Hill (2006).

4) Buscador de Imágenes en Google. (2014). Recuperado el 18 de Noviembre del 2014 de https://www.google.com.mx/search/Partes-de-una-torre.jpg%3Bhttp%253A%252F%252F0grados.com%252Ftorres-de-enfriamiento%252F%3B581%3B318

Preguntas de Repaso:

1) Año en que surgieron las piletas de rocío.

R = 1910.

2) Definir lo que es una torre de Enfriamiento:

R = Es un intercambiador de calor que enfría agua por

medio de la evaporación.

3) La temperatura mínima que se puede alcanzar en una

TR depende de:

R = La Tbh del aire circundante.

4) Defínase lo que es Humedad molar:

R = Es la relación entre los moles de vapor y los moles de

aire contenidos en una masa gaseosa.

Preguntas de Repaso:

5) Explíquese 3 causas por la que existen los

taponamientos en los rellenos:

R =