Ejercicio torre de enfriamiento.docx

Ejercicio 1 Se desea enfriar 1000 kg/h de agua caliente poniéndola en contacto con aire que esta a 15°C de bulbo seco y 10°c de bulbo húmedo el proceso se lleva a cabo en una torre de enfriamiento trabajando de manera continua a contra corriente, se estima que la perdida de agua por evaporación es de 2% Determine el flujo volumétrico del ventilador si se instala a la salida de la torre y si el aire que sale es saturado a 30°C, el proceso se realiza a 1 atm.

M1= 1000kg/h Ts= 30°C

4

1

Torre de enfriamiento

2% perdida Tbs= 15°C

3

2

Tbh=10°C

Balance de masa:

Corrientes de entrada igual a las corrientes de salida 1 + 2 = 3 + 4 4

M3=980 kg/h

Corrientes gaseosas: 2 =  +  ∗  4 =  +  ∗ 

Ma= masa de aire seco que entra y sale del sistema Y2,4= humead en las corrientes

Reemplazamos M2 y M4 entonces tenemos:

 1 +   +   ∗  =  3 +   +   ∗   1 +   ∗  =  3 +   ∗   =

3−1  − 

Volumen de aire húmedo:   =  +

 −  

∗

  =  +  −    = 

De la carta psicrometrica obtenemos:

 = 0.005  = 0.0275  = 0.8 /  = 0.9 /

 =

 =

3−1  − 

1000 + 980 0.0275 − 0.005

 = 888.88 /ℎ

Calculamos M2 y M4: 2 =  +  ∗  2 = 888.88 /ℎ + 888.88 /ℎ ∗ 0.005 2 = 893.324 /ℎ

4 =  +  ∗  4 = 888.88 /ℎ + 888.88 /ℎ ∗ 0.0275 4 = 913.324 /ℎ   =   = 0.9 /

Calculo del flujo volumétrico del ventilador:  =  ∗   = 888.88 /ℎ ∗ 0.9  /  = 888.88 /ℎ ∗ 0.9  /  = 799.992 /ℎ

Se requiere enfriar 300 m 3/h de aire que están a 50°C y 60% de humedad relativa, pasándola por una cámara de enfriamiento que baja la temperatura hasta 10°C y elimina parte de la humedad por condensación y purga. Determine la humedad absoluta a la que sale el aire de la cámara de enfriamiento Determine la cantidad de agua condensada y eliminada por la purga

 = 300 /ℎ

T= 50°C

Tc= 10°C

1

2

HR= 0.6

3

Corrientes de entrada igual a las corrientes de salida 1 = 2 + 3 1 =  +  ∗  2 =  +  ∗ 

  =  +

1 = 0.92 +

 −  

∗

1.04 − 0.82 0.085

∗ 0.048

1 = 0.987 /

 =

 =

1 1 300 0.987

 = 303.71 /ℎ

2 = 303.71 /ℎ + 303.71 /ℎ ∗ 0.048 2 = 305.77 /ℎ

2 = 303.71 /ℎ + 303.71 /ℎ ∗ 0.0075 2 = 318.21 /ℎ

3 = 12.44 /ℎ agua condensada o eliminada por purga

Determinación del tamaño de un torre de enfriamiento:

Supongamos que queremos enfriar 50.000 lt / hora ( 110 000 lb/h) de agua a 50ºC hasta que alcance los 40ºC, las siguientes preguntas son: - ¿Cuánto aire necesito para enfriarlo? - ¿Cuáles son las dimensiones de la torre (alto, ancho y profundidad)? Normalmente de acuerdo a la experiencia de muchos fabricantes, las torres de enfriamiento trabajan con cargas de aire que oscilan entre 900 a 180 0 lb/h·ft2 y con cargas de agua entre 500 y 2000 lb/h·ft2. Entonces podemos empezar a definir los parámetros de la torre de la siguiente manera: Carga de agua para el diseño, esto se hace basándose en factores como la capacidad de los rociadores, para nuestro ejemplo:  ñ =  = 1700

 ℎ ∗  

Área de la torre debemos:    = / ñ    = 110000/1700    = 64.7 ≈ 65 

Podemos definir una carga de aire fija como factor de diseño:

 ñ = 0,55    ñ  = 0.55 ∗ 1700

 = 935

 ℎ ∗  

 ℎ ∗  