torre de enfriamiento 16-1.docx
Post on 02-Mar-2018
236 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
7/26/2019 TORRE DE ENFRIAMIENTO 16-1.docx
1/20
Contenido1 FUNDAMENTO TEORICO...........................................................................2
1.1 TORRE DE ENFRIAMIENTO.................................................................2
1.1.1 Torres de tiro mecnico...............................................................21.1.2 Tipo Natural.................................................................................
1.1.! COM"ONENTE# DE UNA TORRE DE ENFRIAMIENTO.....................
1.1. Estructura $ carcasa....................................................................
1.1.% RE&&ENO......................................................................................%
1.1.' CUENCA O DE"O#ITO DE A(UA ENFRIADA..................................%
1.2 FUNDAMENTO# DE TRAN#FERENCIA DE MA#A..................................%
1.! TEORIA DE MER)E&............................................................................%
1. TEM"ERATURA DE *U&*O +UMEDO...................................................'2 O*,ETI-O#................................................................................................'
! DATO# O*TENIDO#..................................................................................'
!.1 Datos de laoratorio..........................................................................'
!.2 Datos ilio/r0cos...........................................................................'
CA&CU&O#................................................................................................
.1 "ARA &A "RIMERA CORRIDA &2324("M5..........................................6
.1.1 *A&ANCE DE MATERIA #O&UTO A(UA5.......................................6
.1.2 *A&ANCE DE ENER(IA.................................................................7.2 "ARA &A #E(UNDA CORRIDA &2312("M5......................................11
.2.1 *A&ANCE DE MATERIA #O&UTO A(UA5.....................................11
.2.2 *A&ANCE DE ENER(IA...............................................................12
% DI#CU#ION DE RE#U&TADO#..................................................................16
' CONC&U#IONE#......................................................................................17
*I*&IO(RAFIA.........................................................................................17
-
7/26/2019 TORRE DE ENFRIAMIENTO 16-1.docx
2/20
1 FUNDAMENTO TEORICO
1.1 TORRE DE ENFRIAMIENTO
&as operaciones de trans8erencia de masa9 ener/:a $ cantidad de
mo;imiento ocurridas en sistemas de contacto l:
-
7/26/2019 TORRE DE ENFRIAMIENTO 16-1.docx
3/20
Fi/ura 1. Torre de tiro inducido
1.1.1.2TIRO FORZADO:
&a ;elocidad de descar/a es a?a9 lo cual reduce la e8ecti;idad de la torre9 el;entilador est dispuesto en la parte in8erior9 lo cual conlle;a a recirculaci@ndel aire caliente $ >medo9 el aire es descar/ado en la parte superior. Acontinuaci@n se presenta su 8uncionamiento
Fi/ura 2. Torre de tiro 8or=ada
1.1.1.3TORRES DE FLUJO CRUZADO
El aire entra por los dos lados de la torre Gu$endo >ori=ontalmente a tra;sdel a/ua
-
7/26/2019 TORRE DE ENFRIAMIENTO 16-1.docx
4/20
Fi/ura !. Torre de Gu?o cru=ado
1.1.2TIPO NATURAL
El Gu?o de aire necesario se otiene como resultado de la di8erencia dedensidades9 entre el aire ms 8rio del eBterior $ >medo del interior de la
torre. Utili=an c>imeneas de /ran altura para otener el tiro deseado.Deido a las /randes dimensiones de estas torres se utili=an Gu?os de a/uade ms de 244 444("M. Es mu$ utili=ado en las centrales trmicas. Acontinuaci@n se muestra el 8uncionamiento con tiro natural.
Fi/ura . Torre de tiro natural
1.1.3COMPONENTES DE UNA TORRE DE ENFRIAMIENTO&os componentes sicos de una torre de en8riamiento inclu$en la carcasa $su estructura9 relleno9 cuenca de a/ua 8r:a9 eliminadores de roc:o oseparadores de /otas9 entrada del aire9 persianas9 o
-
7/26/2019 TORRE DE ENFRIAMIENTO 16-1.docx
5/20
1.1.!RELLENO
En su ma$or:a las torres emplean rellenos 8aricados de plstico o madera5para 8acilitar la trans8erencia de calor9 maBimi=ando el contacto directoentre el a/ua $ el aire9 eBisten a su ;e= dos tipos de rellenos
1.1.!.1RELLENO TIPO SALPI"UEEl a/ua cae continuamente sore sucesi;as capas de arras >ori=ontales9rompindose en pe
-
7/26/2019 TORRE DE ENFRIAMIENTO 16-1.docx
6/20
trans8erencia de calor sensile entre el aire $ el a/ua en un eacia losalrededores de la masa de aire. El Gu?o cru=a estos dos l:mites9 cada unorepresentando una resistencia deida a los /radientes de temperatura9
entalp:a $ relaci@n de >umedad.Merel demostr@
-
7/26/2019 TORRE DE ENFRIAMIENTO 16-1.docx
7/20
3.2 DATOS 'I'LIO%RFICOS
densidad a/ua a !'C /m!5 77!.!densidad a/ua a !4C /m!5 77%.1densidad a/ua a 2C /m!5 771.'
Calor especi0co a !4C ),)/C5 .16Calor especi0co a !'C),)/C5 .16Calor especi0co a 2C),)/C5 .17
4 CALCULOS
Dia/rama de e
-
7/26/2019 TORRE DE ENFRIAMIENTO 16-1.docx
8/20
O*+e,-/i0n: &os alances de materia $ ener/:a planteadosposteriormente toman como sistema al enmarcado de color a=ul en eldia/rama presentado.
4.1 PARA LA PRIMERA CORRIDA L22%PM
4.1.1'ALANCE DE MATERIA SOLUTO A%UA
2112 YGLYGL SS +=+
Ent,d de5 67 L2
s
m
segx
gal
mx
galGPML
33
2 0012618.060
min1
1
00378541.0
min2020 ===
"ara la temperatura del a/ua a !'C la densidad es de 77!.! /m!
s
kg
m
kgx
s
mL 2539.1
73.9930012618.0
3
3
2 ==
Ent,d de5 i,e %1
#e tienen los datos de >umedad relati;a +R3615 $ la temperatura deentrada del aire T(132%C. De la carta psicomtrica se otienen lossi/uientes ;alores
kgAS
kgAguaY 0159.01=
9kgAS
KJhG 651=
S5id de5 i,e %2
#e tienen los datos de +R3144 aire saturado5 $ la temperatura de salidadel aire T(23!C. De la carta psicomtrica se otienen los si/uientes;alores
kgAS
kgAguaY 034.02=
9kgAS
KJhG 1202=
S5id de5 67 L1
-
7/26/2019 TORRE DE ENFRIAMIENTO 16-1.docx
9/20
#olo tenemos el ;alor de la temperatura T&13 !4C
O*+e,-/i0n: Como podemos oser;ar en la ecuaci@n del alance de masacon respecto al a/ua. Tenemos dos inc@/nitas (# $ &1. "or lo
-
7/26/2019 TORRE DE ENFRIAMIENTO 16-1.docx
10/20
( )
kgAS
KJ
kgAS
KJ
CCCks
KJx
s
kg
GS65120
3036178.42539.1
=
s
kgASGS 5715.0=
En la ecuaci@n del alance de materia soluto a/ua5
( )2121 YYGLL S +=
Reempla=ando ;alores en la ecuaci@n anterior
+= kgAS
kgAgua
kgAS
kgAgua
s
kgAS
s
kgAgua
L 034.00159.05715.02539.11
s
kgAguaL 2681.11=
Adi/ion58ente +e 97eden /5/75, 5+ /o,,iente+ de i,e dein6,e+o de +5id %1 %2.
( )skg
skg
skgASYGG S 58.00159.015715.01 11 =
+=+=
( )s
kg
s
kg
s
kgASYGG S 59.0034.015715.01 22 =
+=+=
Co89,ndo 5 -e5o/idd 8edid de5 i,e de +5id en e5e;t,/to, /on 5 -e5o/idd /5/75d en e5 inumedad relati;a de 144 $ latemperatura T(23!C
kgAS
mVhG
3
2 92.0=
s
m
kgAS
mx
s
kgASVGcaudalQ hGS
33
2 5456.092.05715.0)( ===
-
7/26/2019 TORRE DE ENFRIAMIENTO 16-1.docx
11/20
C5/75ndo 5 -e5o/idd de5 i,e de +5id.
( ) s
m
m
s
m
D
Q
A
QV 46.5
4
35.0
5258.0
4
2
3
* ====
-elocidad medida en la salida del aire en el eBtractors
mV 1=
C5/75ndo e5 e,,o, de 8edi/i0n de5 ne808et,o di6it5
100).(
).().(%
*
*
xcalculadovalorV
meddovalorVcalculadovalorVE!!"!
=
%82100
46.5
146.5
% =
= x
s
ms
m
s
m
E!!"!
4.2 PARA LA SE%UNDA CORRIDA L212%PM
4.2.1'ALANCE DE MATERIA SOLUTO A%UA
2112 YGLYGL SS +=+
Ent,d de5 67 L2
s
m
segx
gal
mx
galGPML
33
2 000757.0
60
min1
1
00378541.0
min1212 ===
"ara la temperatura del a/ua a 2C la densidad es de 771.' /m!
s
kg
m
kgx
s
mL 75.0
46.991000757.0
3
3
2 ==
Ent,d de5 i,e %1
-
7/26/2019 TORRE DE ENFRIAMIENTO 16-1.docx
12/20
#e tienen los datos de >umedad relati;a +R3615 $ la temperatura deentrada del aire T(132'C. De la carta psicomtrica se otienen lossi/uientes ;alores
kgAS
kgAguaY 016.01=
9 kgAS
KJhG 681=
S5id de5 i,e %2
#e tienen los datos de +R3144 aire saturado5 $ la temperatura de salidadel aire T(23!6C. De la carta psicomtrica se otienen los si/uientes;alores
kgAS
kgAguaY 043.02=
9 kgAS
KJhG 1492=
S5id de5 67 L1
#olo tenemos el ;alor de la temperatura T&13 !4C
O*+e,-/i0n: De i/ual manera
-
7/26/2019 TORRE DE ENFRIAMIENTO 16-1.docx
13/20
( ) ( )1212 GGSLLW hhGTTLC =
( )
12
12
GG
LLWS
hh
TTLCG
=
Reempla=ando los ;alores en la ecuaci@n anterior
( )
kgAS
KJ
kgAS
KJ
CCCks
KJx
s
kg
GS68149
3042178.475.0
=
s
kgASGS 4642.0=
En la ecuaci@n del alance de materia soluto a/ua5
( )2121 YYGLL S +=
Reempla=ando ;alores en la ecuaci@n anterior
+=
kgAS
kgAgua
kgAS
kgAgua
s
kgAS
s
kgAguaL 043.0016.04642.075.01
s
kgAguaL 7375.01=
Adi/ion58ente +e 97eden /5/75, 5+ /o,,iente+ de i,e dein6,e+o de +5id %1 %2.
( )s
kg
s
kg
s
kgASYGG S 4716.0016.014642.01 11 =
+=+=
( ) skg
s
kg
s
kgAS
YGG S 4842.0043.014642.01 22 =
+=+=
Co89,ndo 5 -e5o/idd 8edid de5 i,e de +5id en e5e;t,/to, /on 5 -e5o/idd /5/75d en e5 inumedad relati;a de 144 $ latemperatura T(23!7C
kgAS
m
VhG
3
2 949.0=
-
7/26/2019 TORRE DE ENFRIAMIENTO 16-1.docx
14/20
s
m
kgAS
mx
s
kgASVGcaudalQ hGS
33
2 44.0949.04642.0)( ===
Calculando la ;elocidad del aire de salida.
( ) s
m
m
s
m
D
Q
A
QV 57.4
4
35.0
44.0
4
2
3
* ====
-elocidad medida en la salida del aire en el eBtractors
mV 1=
C5/75ndo e5 e,,o, de 8edi/i0n de5 ne808et,o di6it5
100).(
).().(%
*
*
xcalculadovalorV
meddovalorVcalculadovalorVE!!"!
=
%78100
57.4
157.4
% =
= x
s
ms
m
s
m
E!!"!
O*teniendo 5 ,e/t+ de o9e,/i0n de 5 9,i8e, +e67nd/o,,id en 5 to,,e de en
-
7/26/2019 TORRE DE ENFRIAMIENTO 16-1.docx
15/20
Adicionalmente es necesario tener la cur;a de e(1 '6
Dia/rama de operacion de la torre de en8riamiento
Cur;a de e
-
7/26/2019 TORRE DE ENFRIAMIENTO 16-1.docx
16/20
Calculo del nmero de unidades de trans8erencia
= SAL$DA
E#T!ADA
ha
haa%
aS
hhdh
LG
LkaV
Estas ecuaciones de inte/rales son las representaciones de la teor:a deMerel $ constitu$en las ecuaciones de diseHo para una torre deen8riamiento.
Donde
>8 entalpia del aire en la inter8ase en el /as saturado de la cur;a de
ea entalpia del aire en contacto con el l:8K>a es la di8erencia ;ertical entre la entalpia de saturaci@ncur;a de ea),/
C
>8),/
C5 1>8K>a reas conrespecto a T reas conrespecto a >a!4 '%.444 76.14 4.4!421!1 .1'6 14!.6 4.4!11 4.4!11 4.!122!2 6!.!! 147.1! 4.4!6' 4.4!6' 4.!%%!4!! 72.%41 11%.4%% 4.4! 4.4! 4.4'! 141.''6 121.2' 4.4%146 4.4%146 4.'622!% 114.6!% 12.4 4.4%72 4.4%72 4.%!!1!' 124.441 1!.!6 4.4'72 4.4'72 4.'!7
#uma de reas 4.27'6! 2.247%Multiplicando por
CQ $ (s&respecti;amente
NUdi
-
7/26/2019 TORRE DE ENFRIAMIENTO 16-1.docx
17/20
Numero de Unidades de di8usion para la operacion 1
(ra0ca 2. Nmero de unidades de di8usi@n para la operaci@n 1
Numero de Unidades de trans8erencia para la operacion 2
(ra0ca !. Nmero de unidades de trans8erencia para la operaci@n 2
-
7/26/2019 TORRE DE ENFRIAMIENTO 16-1.docx
18/20
RECTA DE O"ERACIN 2 12("M5TC5
>a),/C
>8),/C5
1>8K>a reas conrespecto a T
reas conrespecto a >a
!4 '6.444 76.14 4.4!!22!1 .%4 14!.6 4.4!64 4.4!6 4.2!7!2 61.%44 147.1! 4.4!'17 4.4!'2 4.2!!! 66.2%4 11%.4%% 4.4!!1 4.4!! 4.2%16! 7%.444 121.2' 4.4!614 4.4!61 4.2%2!% 141.%4 12.4 4.4!6%! 4.4!6% 4.2'41!' 146.%44 1!.!6 4.4!6%% 4.4!6' 4.2'42! 11%.2%4 11.!67 4.4!616 4.4!62 4.2%!6 122.444 16.14 4.4! 4.4! 4.2%2!7 126.%4 1%'.2%21 4.4!'!' 4.4!' 4.2%4 1!%.%44 1'.4' 4.4!%41 4.4!%4 4.2!'!1 12.2%4 12.1'1 4.4!!% 4.4!! 4.22%62 17.444 164.76 4.4!1% 4.4!1 4.21!
#uma de reas 4.!% 2.74
Multiplicando porCQ $ (s&
respecti;amente
NUdi
-
7/26/2019 TORRE DE ENFRIAMIENTO 16-1.docx
19/20
Numero de Unidades de trans8erencia para la operaci@n 2
(ra0ca %. Nmero de unidades de trans8erencia para la operaci@n 2
! DISCUSION DE RESULTADOS
&a seBta asunci@n propuesta en la teor:a de Merel 8ue tomada en elin8orme presente para poder calcular el Gu?o de aire seco en elalance de ener/:a. Esta asunci@n indica
-
7/26/2019 TORRE DE ENFRIAMIENTO 16-1.docx
20/20
$ CONCLUSIONES
Cuando se utili=@ un ma$or Gu?o ;olumtrico del a/ua de entrada9 seotu;ieron ma$ores Gu?os de aire seco $ >medo en la salida $ en laentrada as: como los Gu?os de salida del a/ua.
Al medir el Gu?o del aire de salida en el eBtractor con el anem@metrose calcul@ un error de 62 usando 24("M de Gu?o de entrada dea/ua $ 6 usando 12("M.
Cuando se traa?@ con un caudal de 24("M9 se otu;ieron 1.2414unidades de di8usi@n $ 1.2417 unidades de trans8erencia9 con lo
top related