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Equipos de Humidificación y Torres de Enfriamiento

Es una operación de contacto directo entre dos fases inmiscibles (gas‐líquido), a diferente diferente temperatura e involucran transferencia de masa y calor simultaneas a través de la interface. La fase gaseosa puede ser una mezcla (gas‐ vapor). La fase líquida se considera pura (el gas es insoluble en el líquido). A nivel industrial son cuatro las operaciones que se pueden considerar: 1. Enfriamiento de un aire caliente. El contacto contacto directo directo proporciona el más efectivo intercambio de calor, siempre que se pueda admitir la vaporización de parte del liquido. 2. Humidificación de un aire. La incorporación incorporación de vapor de agua a un aire de humedad reducida mediante agua a temperatura suficientemente elevada. 3. Deshumidificación de aire. El contacto con una mezcla mezcla caliente de gas y vapor con un líquido frío produce una condensación del vapor. Página 3

Equipos de Humidificación y Torres de Enfriamiento 4. Enfriamiento de agua. El enfriamiento ocurre por la transferencia de calor sensible y también por la evaporación. La deshumidificación: 

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Implica la transferencia de masa y energía de una fase líquida a una mezcla gaseosa de aire y vapor. Cuando un líquido relativamente caliente se pone en contacto directo con un gas que no esté saturado, parte del líquido se vaporiza. La temperatura del líquido disminuye debido principalmente al calor latente de evaporación.

Mantener velocidad del gas baja. Tiempo de contacto alto

Operaciones a pequeña escala. Control de humedad de un cuarto.

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Implica la transferencia de masa y energía de un vapor que se transfiere desde la fase gaseosa a la fase líquida. Transferencia inversa de la humidificación.

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Torres Empacadas

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Columnas de lavado

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Las torres de enfriamiento tienen como finalidad enfriar una corriente de agua por vaporización parcial de esta con el consiguiente intercambio de calor sensible y latente de una corriente de aire seco y frío que circula por el mismo aparato.  Las torres pueden ser de muchos tipos, sin embargo el enfoque se centra en un equipo de costo inicial bajo y de costo de operación también n reducido.  Con frecuencia la armazón y el empaque interno son de madera. de la manera, bajo presión con  Es común la impregnació n fungicidas.  Generalmente el entablado de los costados de la torre es de pino, poliéster reforzado con vidrio, o cemento de asbesto.

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Frecuentemente son construidos de Armazón y empaque interno de Madera, impregnación de la madera con fungicida. Entablados de los costados es de pino, cemento de asbesto, poliéster reforzado con vidrio, plásticos. Existen empaques plásticos: Polipropileno. Tienen altos espacios vacíos (90%) para evitar grandes caídas de presión. Pueden empacarse con empaques plásticos. El empaque de plástico puede ser polipropileno, moldeado en forma de enrejado o alguna otra forma.

Las torres de enfriamiento se clasifican según la forma de suministro de aire en: Torres de circulación natural 1. Atmosféricas 2. Tiro natural Torres de tiro mecánico 1. Tiro inducido 2. Tiro Forzado Otros tipos: Torres de flujo cruzado

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El movimiento del aire depende del viento y del efecto aspirante de las boquillas aspersoras. Se usan en pequeñas instalaciones. Depende de los vientos predominantes para el movimiento del aire. El flujo de aire necesario se obtiene como resultado de la diferencia de densidades, entre el aire más frío del exterior y húmedo del interior de la torre. Utilizan chimeneas de gran altura para lograr el tiro deseado. Debido al inmenso tamaño de estas torres (500 pie alto y 400 pie de diámetro), se utilizan por lo general para flujos de agua por encima de 200000 gpm. Son ampliamente utilizadas en las centrales térmicas.

Proporcionan un control total sobre el caudal de aire suministrado. Son torres compactas con sección transversal y altura de bombeo pequeñas en comparación con las de tiro natural. Proporcionan un control preciso de la temperatura del agua a la salida.

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Equipos de Humidificación y Torres de Enfriamiento Tiro forzado: Ventilador situado en la entrada de aire.

Tiro inducido: Ventilador situado en la zona de descarga de aire.

El aire se fuerza por un ventilador situado en el fondo de la torre y se descarga por la parte superior. Estas torres están sujetas particularmente 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 materialmente reduce la efectividad de la torre. El tiro inducido con el ventilador en la parte superior de la torre evita esto y además permite una distribución interna más uniforme del aire. 

Flujo Contracorriente:

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Flujo cruzado:

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Equipos de Humidificación y Torres de Enfriamiento El aire se succiona a través de la torre mediante un ventilador situado en la parte superior de la torre. Son las más utilizadas. 1

Flujo contracorriente:

Flujo cruzado:

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La eficiencia global de una torre de enfriamiento esta directamente relacionada con el diseño del sistema de distribución de agua caliente. La consideración principal en la selección del tipo de sistema de distribución de agua para una aplicación específica es la cabeza a vencer por la bomba. La cabeza de la bomba impuesta por una torre de enfriamiento consiste de la altura estática (relativa a la altura desde la entrada, más la presión necesaria para mover el agua a través del sistema de distribución y sobre el relleno.

1. Ventiladores 2. Motores 1. Las torres a contracorriente dispersan el flujo a través de un sistema de distribución de spray a baja presión, desde un sistema de tuberías distribuido a lo largo de toda la torre 2. Los diseños de flujo cruzado tienen un sistema de distribución del agua caliente por gravedad a través del empaque. Página 10


Distribuido dentro de la torre suministra el área superficial para la transferencia de masa y calor. Eliminadores de desviación Base recolectora del agua fría El agua fría es recogida por la base del fondo Desviadores del flujo de aire Cubierta de redistribución En torres de flujo cruzado se necesita romper la corriente de agua que baja.

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Altura (Z) Diámetro (D)

Balance de Materia y Energía para obtener Ecuación de Diseño de la Torre. Balance de Materia y energía para obtener la línea de Operación

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