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NIVERSIDAD NACIONAL JOSÉ FA STINO
SÁNCHEZ CARRIÓN
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METALURGIA
ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA QUIMICA
TÍTULO DE TESIS
“EVALUACIÓN TÉCNICA DE PARÁMETROS PARA LA
ESTANDARIZACIÓN TERMODINAMICA DE LAS TORRES DEENFRIAMIENTO DE LA REFINERÍA DE CAJAMARQUILLA”
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO QUÍMICO
PRESENTADO POR:
DANIEL FREDY ESPÍRITU VERGARA
ASESOR:
ING. MANUEL JOSÉ JIMÉNEZ ESCOBEDO
UACO ! PER"
MARZO #$%&
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DEDICATORIA
Dedico este trabajo a mis padres que siempre me han
acompañado y brindado su soporte durante los retos que
he asumido en mi vida cumpliendo mis sueños, son los
que me motivaron cuando pensaba que todo se
terminaba.
A ustedes padres míos les agradezco con todo mi
corazón el esfuerzo que han realizado por mí y de igual
manera a mis hermanos que siempre me fortalecieron en
las decisiones que tome.
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Daniel spíritu !ergara
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INTRODUCCIÓN
"as m#quinas y los procesos industriales dentro de una industria, generan grandes
cantidades de calor que deben de ser continuamente disipados para que estas
m#quinas y equipos operen de forma eficiente y continua. Aunque este calor es
normalmente transferido para su enfriamiento, haciendo fluir un volumen de agua por
estos, el rechazo final luego del enfriamiento va siempre a la atmosfera, acompañado
por alguna forma de intercambio de calor.
$eneralmente para poder disipar el calor de todos los equipos y procesos que lo
requieran se usan grandes cantidades de agua, elevando de esta manera la
temperatura del agua y disminuyendo la temperatura de los equipos y procesos, esta
cantidad de agua a usar dentro del enfriamiento de equipos o etapas productivas
depende del tipo de industria a analizar, y para ello es necesario que el sistema
recircule dicha cantidad de agua aprovech#ndola nuevamente dentro de la etapa
productiva debido a que la demanda del agua podría ser e%cesiva y costosa.
Dicho reaprovechamiento del agua caliente como nueva fuente de enfriamiento dentro
del sistema son conocidos como TORRES DE ENFRIAMIENTO DE AGUA, cuyo
objetivo es e%traer el calor del agua a trav&s del contacto directo con el aire
proporcionado por diferentes mecanismos conocidos como ventiladores o sopladores
Dada la gran necesidad de poder disipar el calor que se pueda generar dentro del
proceso productivo, es de vital importancia determinar la eficiencia o rendimiento
t&rmico que una torre de enfriamiento dentro de una planta pueda entregar a la etapa
productiva cumpliendo con las especificaciones químicas, de agua de enfriamiento, y
físicas, temperatura adecuada para disipar una carga t&rmica determinada permitiendo
determinar las variables m#s relevantes e impactantes dentro del sistema de
enfriamiento.
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CAPÍTULO I
ASPECTOS GENERALES
%.% ANTECEDENTES
"as m#quinas y los procesos industriales son grandes generadoras de
inmensas cantidades de calor que debe ser continuamente disipado para que
los equipos contin'en operando de forma eficiente y continua. ()*+ ooling
-echnologies, //01
"a característica de dichos procesos es que muchos de ellos requieren
indefectiblemente el empleo de alg'n mecanismo eficaz para disipar el calor
que estos generen y uno de estos dispositivos son las denominadas torres de
enfriamiento, cuya finalidad es e%traer el calor del agua a trav&s del contacto
directo con el aire (2uan 3anuel 4obledo, /51. 6na torre de enfriamiento
consiste en una red de intercambiadores de calor, que por lo general son los
equipos a enfriar, y bombas en circuitos abiertos o cerrados y adicional a esto
se introduce agua dentro del sistema para reponer las p&rdidas del proceso
haciendo que el rendimiento t&rmico de las torres de enfriamiento jueguen un
papel importante en la operación de los sistemas a ser enfriados. (outure,
/5/1
n el presente trabajo se desarrollar# una evaluación de las variables
que afectan al sistema de enfriamiento para evaluar los par#metrostermodin#micos típicos relacionados a una torre de enfriamiento, tomando
como referencia y base de datos de la 4efinería de ajamarquilla de la
compañía !otorantim 3etais.
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%.# IDENTIFICACIÓN
Actualmente los sistemas de enfriamiento que usan agua del medio
ambiente como un fluido de enfriamiento son los m#s usados a nivel industrial
en donde se generan grandes cargas t&rmicas y las torres de enfriamiento de
agua son el medio m#s económico para recuperar el agua y volverla al proceso
bajo par#metros característicos del agua de enfriamiento.
n el *er' e%isten diversas industrias, debido a la riqueza en recursos
naturales que presenta, siendo la minería uno de los rubros que tiene un mayor
impacto en la economía del país resaltando entre ellas la 4efinería de
ajamarquilla de la compañía !otorantim 3etais (!3231, la cual se ubica en
el tercer puesto a nivel mundial como productora de zinc refinado.
n las instalaciones de !323 e%isten sistemas de refrigeración con
agua conocidas como torres de enfriamiento las cuales tienen como función
principal la de asegurar la refrigeración centralizada de las aguas de
enfriamiento de diversos equipos de la planta especialmente de las secciones
tales como7 sección productora de #cido sulf'rico, el #rea de producción de
polvo de zinc, las compresoras para la producción de aire industrial e
instrumental y dentro del #rea de hidrometalurgia, electrometalurgia y en mayor
proporción del #rea de pirometalurgia.
*or su gran importancia como soporte para garantizar el proceso
productivo las torres de enfriamiento que se ubican dentro de la refinería
!323 deben de cumplir con aspectos de calidad físico, químico y biológico
asegurando el abastecimiento de un agua de buena calidad para los equipos
que utilizan esta agua como medio de enfriamiento.
"a complejidad del agua como fuente de enfriamiento, debido a su
variable termodin#mica, desde el punto de vista molecular, permite ser un buen
recurso para generar energía como un adecuado recurso para enfriamiento de
sistemas generadores de calor y es en este 'ltimo que ha despertado inter&s
para el uso eficiente de recursos energ&ticos renovables, de esta manera
encontrando oportunidades de ahorro y optimización de la termodin#mica del
enfriamiento del agua mediante el uso de un gas que se encuentra en el
ambiente, el aire.
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"a b'squeda de esta optimización y ahorro energ&tico se logra a trav&s
de un an#lisis termodin#mico del sistema de enfriamiento, torres de
enfriamiento, en las cuales se pueden involucrar diversos par#metros tale como
rango, acercamiento, efectividad, la relación de la mezcla agua 8 aire,temperatura del agua de enfriamiento, temperatura de bulbo h'medo, humedad
relativa, 9umero de 6nidades de -ransferencia (9-61 y otros t&rminos.
-odos los t&rminos mencionados se pueden traducir como un an#lisis
de la performance de la torre de enfriamiento que implica en realizar una
an#lisis termodin#mico para poder entender las variables que afectan al
rendimiento del sistema de enfriamiento, el impacto que tiene en la calidad del
agua y, si se requiere una, modificación de algunas partes mec#nica para
posteriormente para lograr un est#ndar dentro de la operación garantizando así
el óptimo rendimiento de las torres de enfriamiento en cualquier &poca del año.
%.' FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
%.'.% P()*+,- /,0,(+
:"a evaluación de los par#metros termodin#micos de la torre de
enfriamiento permitir# estandarizar la operación de enfriamiento del agua,
seg'n las condiciones operacionales actuales;
%.'.# P()*+,- ,12,34543)
:ste an#lisis termodin#mico podr# indicarnos si las torres de
enfriamiento est#n trabajando bajo la base t&rmica del diseño original o esta
subdimensionada y en qu& medida la manipulación de las variables
operacionales afectan la termodin#mica del proceso;
%.6 JUSTIFICACIÓN
l desarrollo de este trabajo permitir# ampliar las nociones teóricas
adquiridas de termodin#mica, fenómenos de transferencia de masa, calor y
herramientas computacionales como complemento del desarrollo profesional
de un ingeniero químico, permitiendo predecir el comportamiento de un sistema
en particular en donde ocurren cambios de estado, equilibrio m#sico 8
energ&tico y termodin#mico, específicamente en los sistemas de enfriamiento
debido a su amplio uso dentro de la industria nacional y mundial.
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6n an#lisis general de estos sistemas permitir# evaluar el rendimiento
t&rmico, o de capacidad de enfriamiento, de una torre de enfriamiento y
establecer una estandarización de aquellos par#metros que puedan ser
manejables a nivel operacional.%.7 OBJETIVOS
%.7.% O*8,94) G,0,(+
4ealizar un estudio t&cnico de los par#metros operacionales de la torre
de enfriamiento efectuando un an#lisis termodin#mico de las torres de
enfriamiento para su estandarización.
%.7.# O*8,94)1 ,12,3;543)1
< Analizar el comportamiento t&rmico de los sistemas de enfriamiento a partir
de los par#metros operacionales rutinarios< Determinar el rendimiento de t&rmico para cada uno de los sistemas de
enfriamiento a evaluar.< Analizar la influencia del factor de "e=is en la transferencia de masa y calor
en un proceso de evaporación de la torre de enfriamiento.< Determinar el an#lisis e%erg&tico de las torres de enfriamiento para evaluar
la calidad de la energía perdida dentro del proceso de evaporación< >mplementar una serie de procedimientos y mejoras que permitan optimizar
la estandarización de las operaciones de las torres de enfriamiento dentrode las instalaciones.
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CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
#.% INTRODUCCIÓN
%isten muchos tipos de torres de enfriamiento, estas torres de
enfriamiento pueden ser de tiro natural o mec#nico y el flujo del agua puedepresentarse en corriente cruzada, contracorriente o combinado. "os principios
de una torre de enfriamiento son presentados por 2hon ?ensley ()*+ ooling
-echnologies, //01, en donde se presenta los principales enfoques a nivel de
instalación, operación y mantenimiento de una torre de enfriamiento.
n las torres de enfriamiento, el aire y el agua son mezclados para
proporcionar una transferencia de calor entre estos dos elementos que
interact'an dentro una torre, bas#ndose fundamentalmente en la psicometría
del aire ya que este principio es el que rige el an#lisis de la transferencia de
calor en las torres, el cual se da en dos formas7 la transferencia del calor
sensible del agua al aire y la transferencia del calor latente por la evaporación
del agua y la suma de estos dos calores resulta en la transferencia total de
calor la suma de ambos t&rminos e%presados en el cambio de entalpia en la
fase de la masa ("eeper, 50@51.
tra parte fundamental para el an#lisis e%haustivo de una torre de
enfriamiento es la transferencia de masa, Bconocido como fuerzas impulsoras,
que es la diferencia entre la presión de vapor del agua y las fases del aire.C
(3oreira, //01.
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hristie 2. $eanopolis, 500@, indica que Bel an#lisis de la transferencia
de calor y masa dentro de un sistema de enfriamiento permite establecer
detalles del diseño real, mediante procedimientos iterativos de ensayo y errorC,
que no fueron establecidos en su concepción para poder de una forma u otraestandarizar par#metros operacionales en el punto óptimo que garantizando
una estabilidad termodin#mica traducida en rendimiento t&rmico de las torres
de enfriamiento, que soport#ndose bajo principio termodin#micos, permitan
adecuarse a las condiciones actuales de diseño.
Actualmente el los an#lisis termodin#micos en sistemas de enfriamiento
son de vital importancia en una planta porque permiten encontrar el
rendimiento real de una torre de enfriamiento y comprobar la carga t&rmica de
trabajo que este presenta, Bdando facilidades en poder encontrar variables
operacionales f#cil de manipular para establecer una buena performance en
rendimiento t&rmico de estos sistemasC. ($oyal, Eebruary F /51
#.# TORRES DE ENFRIAMIENTO
#.#.% F(43)
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"as torres de enfriamiento seg'n indica )*+ ooling -echnologies,
//0 Bson usadas en aplicaciones industriales para remover calor del agua que
recorre un circuito o red de intercambiadores de calor y bombas en circuitos
abiertos o cerrado, adicionando agua dentro del sistema para reponer aguapara las perdidas inherentes del proceso.C
F4/. #.%: E1?
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purgada es compensada con agua fresca de reposición (31 que compensa las
p&rdidas por evaporación, el agua que sale con el aire y las purgas dentro del
sistema que puedan e%istir.C
#.#.# T42)1 =, T)((,1 =, E05(4-4,09)
"as torres de enfriamiento son diseñadas y fabricadas de diferentes
maneras, con numerosos tamaños y modelos disponibles para cada uno de los
tipos, haciendo que sus ventajas y limitaciones puedan ser de vital importancia
desde la perspectiva del uso, la clasificación de las torres de enfriamiento de
acuerdo a lo indicado por )*+ ooling -echnologies (//01 se realiza en tres
formas7
a. aracterizado por el mecanismo de enfriamiento.b. aracterizado por el flujo del aire.c. aracterizado por el tipo de relleno.
#.#.#.% Caracterizadas por el mecanismo de enfriamiento
#.#.#.%.% Atmosférica
De acuerdo con la definición realizada por )*+ ooling -echnologies,
//0, Beste tipo de torres de enfriamiento no utilizan un dispositivo mec#nico
(ventilador1 para generar un flujo de aire a trav&s de la torre, las torres
atmosf&ricas derivan su flujo de aire por la inducción natural (aspiración1C. "a
Eig. ., la torre esta provista de un rociador a presión distribuyendo el agua
dentro del sistema poniendo en contacto las gotas del agua (generadas por
el rociador1 con el flujo del aire producto de la inducción natural, estas torres
solo pueden ser aplicadas en tamaños pequeños.
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F4/. #.#: T)((, =, ,05(4-4,09) 9-)15(43 @SP C))+40/ T,30)+)/4,1 #$$.
tro tipo de torre atmosf&rica son las -orres ?iperbólicas de tiro
natural que son m#s confiables y previsibles respecto a su rendimiento
t&rmico, este tipo de torre son usadas especialmente en las centrales
nucleares. ()*+ ooling -echnologies, //01
F4/. #.': T)((, =, ,05(4-4,09) 42,(*>+43 @SP
C))+40/ T,30)+)/4,1 #$$.
#.#.#.%.# Mecánico
Denominadas de esta forma debido a que en su interior pueden tener
uno o m#s dispositivos mec#nicos (ventiladores1 para poder garantizar la
fluidez de un volumen determinado de aire a trav&s de la torre, ayudando de
esta forma a que el rendimiento t&rmico de la torre tienda a una mayor
estabilidad y se vea afectado por pocas variables psicom&tricas comparadas
con las torres atmosf&ricas. ()*+ ooling -echnologies, //01
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F4/. #.6: T)((, -,3H043 @SP C))+40/ T,30)+)/4,1 #$$
6na de las principales características de estas torres es las velocidades
elevadas del aire de ingreso y de bajas velocidades en la salida, en
consecuencia son muy susceptibles a la recirculación de aire caliente.
Dichas torres seg'n la ubicación del dispositivo mec#nico pueden ser de dos
tipos diferentes que de acuerdo a la clasificación de )*+ ooling
-echnologies, //0, el primero de ellos denominado Bde tiro forzado porque
se fuerza el ingreso del aire por la parte inferior mediante un ventilador o
soplador y el segundo inducido debido a que en la parte superior se ubica un
ventilador que retira el aire caliente induciendo a la aspiración de un flujo de
aire para poder producir el intercambio de calorC.
#.#.#.# Caracterizadas por el flujo de aire
#.#.#.#.% Contraflujo
6na torre es a contraflujo porque el flujo de aire es en sentido vertical
desde la parte inferior de la torre hacia la parte m#s alta donde se ubican los
rellenos y el flujo de agua va en sentido descendente ocurriendo de esta
forma el intercambio de calor. (*anjeshahi, //@1
#.#.#.#.# Contraflujo
)e denomina flujo cruzado Bdebido a que el sentido de flujo del aire
tiene una configuración tal que atraviesa el relleno de la torre de forma
horizontal atravesando de esta manera la caída del agua, así el agua para
ser enfriada es inicialmente pasada por aspersores por la parte superior de
la torre para así disminuir la presión dentro del sistema.C (Alba !eranay Díaz
orrales, //01
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F4/. #.7: F+
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#.#.#.'.# Relleno de salpiqueo
l uso de este tipo de torres en general es limitada para los procesos
donde se permiten las altas temperaturas en el agua, alta concentración de
contaminantes o sólidos en el agua de recirculación que puedan obstruir una
superficie de transferencia de calor. (4óbelo, //@1
#.#.' P(9,1 =,
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ventiladores deben ser de una capacidad de soporte de efectos corrosivos del
ambiente en la que el ventilador trabajara.
#.#.'.'R,++,0)
)eg'n la definición de 4óbelo (//@1 Bel relleno es uno de los
componentes m#s importantes de una torre de enfriamiento debido a su
habilidad para promover tanto el #rea de mayor contacto y el m#%imo tiempo de
contacto entre el aire y el agua determinando la eficiencia de la torre.C De esta
forma el relleno tambi&n promueve ese contacto de aire 8 agua mientras
impone en lo menor posible la restricción al flujo del aire.
#.#.'.6E+4-40=)(,1 =, /)9
"a importancia de estos eliminadores de gota es retener las gotas de
agua que se generan por el uso de los rellenos evitando así que estas gotas de
agua se vayan con la corriente del aire de salida, diferenciando de las gotas
formadas por la saturación del aire con vapor de agua o con la condensación
de este vapor su uso es de vital importancia en el diseño de una torre de
enfriamiento debido a que seg'n el criterio de )*+ ooling -echnologies
(//01 Bestos eliminadores de gota remueven el agua arrastrada por la
descarga del aire que genera un cambio brusco en la dirección del aireC.
#.#.'.6P,(1401
)on aspas instaladas al ingreso del aire para controlar las salpicaduras
de agua yIo para promover un flujo uniforme de flujo de aire a trav&s del
relleno.
l propósito es retener el agua circulante dentro del límite de la torre,
así como ecualizar el flujo de aire dentro del relleno. ()*+ ooling
-echnologies, //01
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#.#.6 F39)(,1 =,(1)1 2(
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proceso al cual servir#, siendo su dimensionamiento proporcional a la carga
t&rmicaC.
"a carga t&rmica impuesta en una torre de enfriamiento (K-6Ih1 est#
determinado por los galones de agua por minuto ($*31 que son recirculados
en el proceso, multiplicado por el n'mero de grados Eahrenheit que el proceso
eleva la temperatura del agua circulada, dado por la ecuación establecida por
)*+ ooling -echnologies (//017
Carga Térmica=GPM ∗8.33∗60∗ R∗C p (2.1)
Donde7
$*37 irculación del agua en galones por minuto
@.LL7 Densidad del agua en libras por galón
47 4ango de diferencia entre las temperaturas del agua caliente y agua fría
C p 7 apacidad calorífica del agua en BTU / ( lb∗° F )
#.#.6.6R,34(30 2)( + 5)(- =, + 9)((,
uando la circulación del viento encuentra obstrucción de cualquier
clase, el camino normal del viento es interrumpido cre#ndose una zona de
presión reducida en el lado por donde sopla el viento creando así la
obstrucción.
9aturalmente, el viento intentara de llenar estos vacíos por medio de la
ruta m#s corta. )i la obstrucción es alta y estrecha, el viento compensara por el
flujo del aire a trav&s de los lados verticales y si la estructura opuesta del viento
es largo y relativamente bajo, el camino o ruta m#s r#pida para igualar la
presión es sobre el tope de la torre y de forma descendiente. ()*+ ooling-echnologies, //01
l resultado es un incremento en la entalpia del aire de ingreso,
degradando la performance t&rmica de la torre.
#.#.6.6 V,+)34== =, =,13(/ =,+ 4(,
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"a velocidad de descarga del aire bajo cualquier condición atmosf&rica
dada y la masa de descarga del vapor de una torre de enfriamiento crecer#n
dependiendo de la energía cin&tica impartida por el ventilador y de la energía
almacenada en la masa de vapor de salida de la torre que seg'n )*+ ooling-echnologies (//01 esto es debido a que Blas dos energías (la energía cin&tica
impartida por el ventilador y la carga t&rmica de la torre1 cambian a energía
potencial debido a la elevación de la torreC.
"a dirección en la que la masa de vapor viajara depender# de la
velocidad, la dirección y las características psicom&tricas del viento que se
encuentre en la salida del cilindro del ventilador.
F4/. #.: @ E5,39) =, + ,+)34== =,+ 4,09) ,+)34== =, =,13(/ @* C)-2(34>0 =,+2)9,034+ =, (,34(30 =, 3
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stos cuatro problemas requieren de conocer como esta químicamente
el agua para que se pueda controlar de acuerdo a la composición química que
el agua pueda presentar en las condiciones de trabajo. (9A" ompany,
//01
"os problemas de corrosión, incrustación, ensuciamiento y crecimiento
microbiano no pasan de forma aislada, esto pueden ocurrir de forma
simult#nea y cada uno puede influenciar o incluso causar los dem#s
problemas.
9A" ompany (//01 define que la interrelación natural de esos
cuatros problemas de las torres de enfriamiento en t&rminos de un tri#ngulo
(Eig. .@1.
F4/. #.: I09,((,+34>0 ,09(, +)1 3
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< M9,(4+ 1
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K-M "aboratories (50N1, dice que Bla química del agua de
enfriamiento, par#metros de operación, y factores de diseño b#sico afectan a la
incrustación del sistemaC, indicados como7
< C)03,09(34>0: l incremento de pequeñas cantidades de
componentes solubles debido a la evaporación de la torre de
enfriamiento.< C-*4) =, 2: "a separación de del carbonato equilibrado del
agua, causando el incremento del p?.< F
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ste índice est# basado en el p? de saturación (p?)1 del aL en el
agua. "a definición del p?) es el p? en el que el agua dada es saturada
con carbonato de sodio (6nited )tates *atente nP LL/FK, //Q17
LSI = pH − pH Sat (.1
pH Sat = pK 2− pK SC + p [ Ca ]+ p [ Alk ]+5 p f m (.L1
Donde7
K 2 7 onstante de disociación del #cido carbónico.
K SC 7 *roducto de solubilidad.
Ca 7 antidad de calcio en molesFgI".
Alk 7 Alcalinidad del agua, eqFgI".
f m 7 oeficiente de actividad de las especies que interact'an.
"a información obtenida con el ")>, es listada en la -abla 9R .5
V+)( I0=4334>0
>)" S /
Agua no saturada con respecto a carbonato de
calcio (CaCO3 ) O este tipo de agua posee
tendencia de eliminar l#minas de CaCO3
presentes que protegen algunas tuberías y equipos.
>)" T / Agua considerada neutralO no e%iste formación de
incrustaciones ni eliminación de las mismas.
>)" U / Agua muy saturada con CaCO3 O es muy
probable la formación de incrustaciones.
T*+ #.%: I09,(2(,934>0 =, (,1
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l Vndice de 4yznar tambi&n marca la tendencia a la precipitación o la
disolución de aL. )e ha utilizado durante años, a veces con buenos
resultados. Debido a su car#cter semiFempírico, puede resultar menos
fiable que el índice de saturación de "angelier. (2. H. 4yznar, 50W01. RSI =2 pH Sat − pH (.W1
"a data obtenida del índice de 4yznar (4)>1, es listada en la -abla
9R .
V+)( =, RSI I09,(2(,934>04)> U 0./ Agua muy corrosivaJ.Q S 4)> S 0./ Agua fuertemente corrosivaJ./ S 4)> S J.Q )ignificantemente corrosiva
N./ S 4)> S J./ "igeramente corrosiva e incrustanteQ./ S 4)> S N./ "igeramente incrustanteW./ S 4)> S Q./ Euertemente incrustante
T*+ #.#: I09,(2(,934>0 =, (,10 =,+ /
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uso com'n por el uso de compuesto clorados tanto como el cloro gas (l1 e
hipoclorito de sodio (9al1C.
#.'.6 C(,34-4,09) *4)+>/43) ,0 ,+ /
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F4/. #.: I09,((,+34>0 ,09(, +)1 3
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• Aire ?'medo7 s la mezcla binaria de aire y vapor de agua en
diferentes proporciones, el cual es conocido como el aire
atmosf&rico
• Aire saturado7 s el aire que contiene la m#%ima cantidad de vapor
de agua en su composición.
con G -ojo (50J1 definen que la psicometría es la ciencia que estudia las
propiedades termodin#micas del aire h'medo, cuyas propiedades implican
humedad absoluta, humedad relativa, humedad porcentual, densidad, volumen
especifico, calor específico, entalpia.
#.6.%.% P(,14>0 =, 2)( =, /0 2(34+
"a presión de vapor es la presión de un sistema cuando el sólido o
líquido se hallan en equilibrio con su vapor. (con G -ojo, 50J1
Pv¿=10(
8.07131− 1730
(T +233.426 ) ) (.Q1
*ara la presión parcial7
Pv= P v¿−0.5 (T BS−T BH ) (.N1
#.6.%.#
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presión de vapor a la misma temperatura, representada en porcentaje. (hristie
2. $eanopolis, 500@1
"= P v
P v¿
(.@1
#.6.%.6
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#.6.%.C+)( ,12,34543) =,+ /1 -,=)
con G -ojo (50J1, define al calor especifico como Bel calor que hay
que suministrar 5 Yg. de gas y al vapor que contiene para elevar 5R su
temperatura, manteniendo constante la presiónC7
C g=0.24+0.46 (.51
#.6.%. E09+24 =,+ /1 -,=)
con G -ojo (50J1, definen que la entalpia humeda Bes la suma del
calor sensible de 5 Yg de gas, y el calor latente de vaporización del vapor que
contiene a la temperatura a la que se refieren las entalpias.
&G=(0.24+0.46) T +597.2 (.5L1
#.6.%. T,-2,(9
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#.6.# EL DIAGRAMA PSICOMETRICO
#.6.#.%L 3(9 2143)-9(43
6na carta psicom&trica, con G -ojo (50J1 Bes una representación
gr#fica de las ecuaciones analíticasC indicadas en el punto .W.5, de esta
manera la carta psicom&trica es una gr#fica que es trazada con los valores de
las ecuaciones ya mencionadas, por lo tanto, Alba !eranay Díaz orrales
(//01 Bla carta psicom&trica puede basarse en datos obtenidos a la presión
atmosf&rica normal al nivel del mar o puede estar basada en presiones
menores que la atmosfera, sobre el nivel del mar.C
"a figura .5/, muestra un gr#fico psicom&trico a una presión constante
de JN/ mm ?g, del cual 2uarez de )ousa e )ilva (//01 describe que Bel eje de
las abscisas indica las temperaturas del termómetro en RC, que Blado derecho
de la figura corresponde al eje de las ordenadas donde se ubica la razón de la
mezcla aireFagua e%presado en gramos de vapor agua por ilogramo de aire
secoC y mientras que en el Blado izquierdo del diagrama se ubica la presión del
vapor de agua e%presado en mm ?gC.
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F4/. #.%$: R,2(,1,0934>0 =,+ =4/(- 2143)-9(43) =,+ 4(, -,=). @J
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• Humedad relativa7 s la línea que coincide con el punto de estado, y si
es que no lo hiciese se realiza una interpolación visual• Porcentaje de mezcla7 A partir del punto de estado se traza hacia la
derecha una paralela al eje de las temperaturas del bulbo seco.• Presión de vapor 7 A partir del punto de estado se traza hacia la
izquierda hacia las escalas de presión de vapor una paralela al eje de
las temperaturas de bulbo seco, haciendo una lectura en mm ?g o
milibares.• Entalpia7 A partir del punto de estado, se traza una línea paralela a las
líneas que parten de la escala de la entalpia, donde se lee el n'mero de
Ycal por Yg de aire seco.• Volumen específico7 n el punto de estado se puede determinar el valor
del volumen específico del aire seco. uando este no coincida con las
líneas trazadas en el gr#fico, se efect'a una interpolación visual
determinando el n'mero de metros c'bicos de aire por Yg de aire seco.
n la figura .55, se ilustra como un ejemplo, cómo es posible determinar los
diferentes valores de las propiedades psicom&tricas del aire h'medo
conociendo los valores de otras propiedades no alineadas.
F4/. #.%%: R,2(,1,0934>0 =,+ 2
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l proceso de enfriamiento del agua es una transferencia de calor y
masa por contacto directo entre los medios actuantes, como el que tiene lugar
en las torres de enfriamiento del agua. 3arin, livan, G )anroman (500L1, en
condiciones normales de operación de operación de las torres de enfriamiento,Bel @/ al 0/\ de la transferencia de calor es por vaporización o transferencia de
masa (calor latente1C.
De este modo a medida que el agua desciende de la parte superior de
la torre, el agua se va enfriando mientras que el aire en su recorrido va
incrementado el contenido de vapor de agua lo cual se manifiesta por una
aumento de la temperatura del bulbo h'medo, en otras palabras mayor
humedad relativa y si ocurriese un aumento de la temperatura de bulbo seco
del aire tambi&n se ver# incrementado el calor sensible de la mezcla.
n la figura .5/ se aprecia que las líneas de entalpia constante del aire
h'medo coinciden pr#cticamente con las líneas de temperatura de bulbo
h'medo constante, por lo cual el cambio de temperatura de bulbo h'medo
pone de manifiesto la magnitud de la transferencia de calor durante el proceso
de enfriamiento.
n la figura .5, se puede representar los componentes
correspondientes al calor latente y al calor sensible transferidos durante el
proceso de transferencia de masa y calor de esta manera 2uan 3anuel
4obledo (/51 muestra como que para Buna misma cantidad de calor total
transmitido (evoluciones de la curva AFK y FK1, cantidad de agua evaporada
puede ser muy variableC.
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F4/. #.%#: R,2(,1,0934>0 2143)-9(43 =, + 9(015,(,034 =, 3+)( -1 ,09(, + -,3+
=, 4(, /
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n la conservación de la energía o primera ley de la termodin#mica de
acuerdo con Yotas (500Q1, e%iste una Bpropiedad e%tensiva, energía interna (61,
tal que un cambio en su valor dada por un sistema que no est# en marcha por
el calor (]1 hecho en el sistema y el trabajo hecho (H1 por el sistema durantecualquier cambio de estado.C
'−( =) U (.5Q1
Donde7
) U =U fi*al−U i*icial (.5N1
*ara el caso m#s general de un sistema en movimiento, de acuerdo con lo
establecido por Yotas (500Q1, Bel cambio en la energía cin&tica ( ) + k 1 y la
energía potencial ( ) + P 1 deben de ser adicionados al cambio de la energía
interna ( ) U 1C, dentro de la ecuación .5Q, así de forma general el balance
de energía es7
'−( =) + (.5J1
Donde7
) +=) U +) +k +) + P (.5@1
]ue denotado en forma infinitesimal la ecuación .5J seria7
,'−,( =-+ (.501
n general, la región de control de un sistema puede interactuar
t&rmicamente con un n'mero de depósitos de energía t&rmica y pueden ser
muchas corrientes de materia entrante y saliente de la región de control y a un
enfoque termodin#mico la e%presión e%tendida de la ecuación .50 para un
sistema de control se e%presaría de acuerdo a la ecuación ./7
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^ que resumida para los sistemas estacionarios y flujos estacionarios, se tienen
condiciones de7
(́ CS=0 .- + CS
-t
=0 / ḿ!=ḿi
De acuerdo con Yotas (500Q1, Ba los principios de la primera ley de la
termodin#micaC aplicados en la ecuación ./ y con las condiciones
establecidas puede quedar en7
(.51
#.7.# S,/
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De esta manera puede indicarse que la entropía es una medida de la
BindisponibilidadC de la energía interna. (Yotas, 500Q1.
Aplicando el postulado de entropía en un an#lisis termodin#mico de unsistema macroscópico, el sistema requiere una evaluación cuantitativa del
cambio de entropía del sistema.
uando el sistema solo consiste en una sustancia compresible en un
estado de equilibrio cualquiera de sus propiedades independientes pueden ser
usadas para determinar una tercera propiedad, de la siguiente manera (3or#n
G )hapiro, //W17
U =U ( S 0 % ) (.1
-U =( , U , S )% -S+(, U
, % )S -% (.L1
Donde se define la temperatura y la presión como7
T =( , U , S )% P=−(,U
, % )S (.W14eemplazando en la ecuación .L7
-U =T-S− P-% (.Q1
Acomodando la ecuación .Q y dividiendo entre -, se obtiene finalmente7
(.N1
Einalmente para sistemas que se comporten como un gas perfecto, se integra
la ecuación .N, dejando la el cambio específico en la entropía7
(.J1
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#.7.' P(403424)1 9,(-)=40H-43)1 2+43=)1 + 4(,
#.7.'.%B+03, =, ,09()2;
l calor es una transferencia de energía debido a la dispersión,
entonces la entropía necesariamente fluye dentro del sistema como un flujo de
calor y así una cantidad de entropía es generada de forma inevitable dentro del
sistema en la dirección de la transmisión de calor.
Yotas (500Q1 indica que Bla suma de la entropía de ingreso y la entropía
generada deben ser almacenadas o fluir una parte fuera del sistemaC y de esta
manera la ecuación de balance de entropía específica (cuación .N1 puede
ser e%presada de la siguiente forma7
(.@1
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]ue para una condición de estado estacionario se asume que no hay
entropía almacenada así como energía almacenada. *or lo tanto, el balance de
entropía de la ecuación .@, se convierte en7
(.01
#.7.'.#B+03, =, ,,(/;
"a e%ergia es el trabajo m#%imo teórico que puede desarrollar un
sistema, al pasar de su estado termodin#mico inicial de equilibrio con sus
alrededores o medio ambiente de referencia. (Yotas, 500Q1
De esta manera se puede diferenciar que si bien la energía es una
medida de la cantidad, la e%ergia es una medida de la calidad de la energía.
*or lo tanto un balance de e%ergia es un m&todo que emplea los
principios de conservación de la masa, energía y entropía, y así como la
energía, la e%ergia de una corriente de masa dada, _, que de acuerdo a lo
resumido por Yotas (500Q1 esta Bpuede ser dividido en distintos componentes
de acuerdo al efecto que este puede tener, efecto cin&tico, potencial, físico oquímicoC.
1 =1 K +1 P+1 P&+1 0 (.L/1
"a ecuación .L/, muestra la interacción de los dos primeros principios
de la termodin#mica con el medio que lo rodea para un volumen de control
dado que puede escribirse de la forma general7
(.L51
*ara la mezcla de aire y agua Yotas (500Q1 ignora que Bla energía
cin&tica y potencial debido a que visto desde un nivel microscópico este cambio
es mínimoC, encontrado la ecuación definitiva del balance de e%ergia definida
para tanto para el aire, Bel cual es tratado como un gas ideal por su
comportamientoC, y el agua con su vapor.
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*ara el aire, por ser un gas ideal e introduciendo la e%presión obtenida
de la ecuación .J7
21 P&air=(&1−&2 )−T 0(C p ln
T 1
T 2− ´ Ra ln
P1
P2 ) (.L1
21 0air=´ RaT 0 (1+1.608Gi ) ln( 1+1.60801+1.608Gi ) (.LL1
*ara el agua7
2 1 P&3at!r=( &−&0 )−T 0 ( S−S0 ) (.LW1
21 03at!r
= 1
PM H 2O
( ǵ H 2O( l ) 4 ǵ H
2O (v ))+ ´ R3T 0 ln
P1
P0 (.LQ1
)intetizando la ecuación .L5, en7
1 = 2 ( 1 P&air+1 P&3at!r+1 0air+1 03at!r) (.LN1
#.& TRANSFERENCIA DE MASA Y CALOR
hristie 2. $eanopolis (500@1, indica que el an#lisis de la transferencia
de masa y calor se realiza Bdesde un punto de vista microscópicoC en donde la
entalpia transferida en Bla interface aire 8 agua es asociada a la transferencia
de masa realizada por la diferencia de concentración del vaporC.
"a transferencia de masa y calor entre el aire y el agua dentro de una
torre de enfriamiento empacada se muestra en la Eig. .5L.
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F4/. #.%': V419 -3()13>243 =, 2(9, =, 243) @P08,14 #$$
"a característica de la transferencia de masa y calor de las torres de
enfriamiento pueden ser determinadas por las ecuaciones de conservación de
energía y masa donde el modelo del sistema de transferencia de calor y masa,
el sistema a modelar se debe de regir a ciertos pasos a asumir, sugeridos por
*anjeshahi (//@17
5. "a transferencia de calor y masa a trav&s de las paredes de la
torre hacia el ambiente es insignificante.. "as velocidades de flujo del aire seco y el agua son constantes.L. "as temperaturas del aire y el agua son uniformes en toda la
sección de la torre.W. "a temperatura no tiene influencia en los coeficientes de
transferencia de calor.Q. "as p&rdidas de agua por las canaletas es despreciable.N. "as #reas de interface para la transferencia de calor y masa son
iguales.
#.&.% B+03, =, -1 ,0 ,+ (,++,0)
l balance de masa a nivel macroscópico dentro del relleno y
cambiando L1 y G1 por los valores de " y $ respectivamente, de
acuerdo a las asunciones realizadas por *anjeshahi (//@17
L+-L+GG1
= L+G (G1
+- G1) (.LJ1
4eordenando la ecuación .LJ7
-L=G- G1 (.L@1
#.&.# B+03, =, ,0,(/; ,0 ,+ (,++,0)
l balance de energía dentro del relleno en la Eig. .5L7
L & L+ L- & L+- L - & L+G- &G= L & L+G &G+G- &G (.L01
onsiderando la tasa de evaporación dentro del relleno apro%imadamente cero7
-L≅0 (.W/1
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L-& L=G-&G (.W51
?allando la línea de operación del sistema de enfriamiento7
(.W1
(.WL1
onocido como la línea de operación del sistema de enfriamiento.
#.&.' B+03, =, 3+)( -1
De acuerdo con ?asan G )ir&n (//1 Bel balance de calor entre el airey el agua en la interfase de la masa est# representado por la suma del calor
sensible y el calor latenteC7
- 'G=- 'S!*+- ' Lat (.WW1
Al representar la ecuación .WL, de forma individual como7
- 'G=G- &G (.WQ1
- 'S!*=5 G -A (T i−T G ) (.WN1
- ' Lat =6 L 78 (i9 −G) -A (.WJ1
De la ecuación .5L, podemos e%presarlo en forma general como7
&G=C gT + 78 (.5L1
Despejando el valor de -, la ecuación .5L, se simplifica a7
(.W@a1
(.W@b1
Agrupando las ecuaciones .WQ, .WN, .WJ y .W@, la e%presión representada
de la ecuación .WW se reduciría a7
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(.W0a1
(.W0b1
(.Q/1
n la ecuación .Q/, se introduce el t&rmino del factor de "e=is que de
acuerdo con el estudio de ?asan y )ir&n (//1 y un trabajo previo de
Yloppers y Yroger (//Q1, se puede interpretar como7
(.Q51
Arreglando la ecuación .Q/, se obtendría finalmente la ecuación de la
transferencia de masa y calor del sistema de enfriamiento7
(.Q51
Dentro de la ecuación .Q, la e%presión dA, puede definirse, de acuerdo con
Yloppers y Yroger (//Q1 como7
-A=aA-: (.QL1
Donde la densidad superficial a es la superficie de contacto del empaque
por unidad de volumen del empaque (mF51 y A es el #rea frontal del empaque,
resultando finalmente la ecuación .Q7
(.QW1
l factor de "e=is (¿f ) o relación de "e=is presente en la ecuación
.QW, puede ser definida como una relación de las velocidades de transferencia
de calor y masa en un proceso evaporativo.
l factor de "e=is, de acuerdo al estudio realizado por Yloppers y
Yroger (//Q1 es representado adimensionalmente y es igual a la proporción
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del n'mero de transferencia de )tanton (St ) y el n'mero de transferencia de
masa de )tanton ( St m ) , donde7
St = 5 G
#; C g (.QQ1
St m=6 L
#; (.QN1
¿f = St
St m=
5 G
6 L C g (.QJ1
"a ecuación .QW, con la analogía realizada en la ecuación .QJ puede
deducir a que el factor de "e=is puede ser igual a la unidad, seg'n el desarrollo
conocido como la ecuación de 3erel, así como tambi&n puede ser un valor
distinto a la unidad cuyo desarrollo ha sido propuesto por *oppe (//Q1.
De acuerdo con Yloppers y Yroger (//Q1, la diferencia entre la
ecuacion de 3erel y el desarrollado por *oppe (//Q1 difieren poco seg'n el
enfoque de !alentín del lmo Duarte (/5L1 y basandose en que el enfoque de
*oppe (//Q1 es mas relevante cuando se va a realizar el estudio de la
perfomance del relleno.
Debido a que e%iste un pequeña diferencia entre las ecuaciones
desarrolladas por *oppe (//Q1 y 3erel (en el analisis de la perfomance de la
torre de enfriamiento, entonces la ecuacion de 3erel dentro de la e%presion de
la ecuacion .QW, se asume que el valor del factor de "e=is es igual a la unidad7
¿f =1 (.Q@1
4educiendo la ecuación .QW a la e%presión7
(.Q01
(.N/1
"a ecuación .N/, en un trabajo realizado por 3anuel 2os& 2im&nez
scobedo (500N1, se inserta la e%presión de coeficientes globales en la
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ecuación .W/ dentro de la ecuación .N/ y debido a que la entalpia del gas es
una función de la temperatura del líquido ( T L 1 se obtiene la e%presión7
(.N51
6 G a=6.72∗(G< )0.75
(.N1
#. ANALISIS TERMODINAMICO EN SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO
l an#lisis termodin#mico de los sistemas de enfriamiento ha sido un
trabajo realizado por muchos investigadores y autores de diferentes libros para
mejorar o construir nuevos sistemas de enfriamiento a nivel industrial.
3uchos trabajos de an#lisis termodin#mico se han realizado para
investigar la performance de torres de enfriamiento, de esta forma tambi&n el
an#lisis termodin#mico de un sistema de enfriamiento se enfoca en evaluar
bajo un enfoque desde la primera y segunda ley de la termodin#mica enfocada
en estos tipos de sistemas.
Debido a las irreversibilidades que acompañan a todo los sistemasreales, es necesario evaluar todas las ecuaciones descritas p#rrafos arriba, que
incluyen las ecuaciones psicom&tricas y las ecuaciones termodin#micas, así
como las ecuaciones de transferencia de masa y calor para poder así disponer
de par#metros para comparar el comportamiento real con el que se alcanzaría
en condiciones ideales, de hecho para lograr esto es llevar a un
comportamiento isoentropico conocida como eficiencia energ&tica mientras que
se introduce un nuevo termino conocido como eficiencia e%ergetica que
indicara la forma en que la energía ser# usada, debido a las irreversibilidadesdel proceso.
#..% E5434,034 9,(-)=40H-43
n t&rminos generales, la eficiencia energ&tica se e%presa como la
relación entre la transferencia real de energía y la m#%ima transferencia de
energía posible7
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==T L
2
−T L1
T L2
−T BH (.NL1
#..# E5434,034 ,,(/,943
De acuerdo con la definición realizada por 3or#n G )hapiro (//W1, la
eficiencia de la segunda ley, es la medida de p&rdidas por irreversibilidades
propia del proceso, e%presado como7
(.NW1
l valor de las e%ergias evaluadas son de referentes al ingreso del agua
de retorno y al agua de reposición, consideras como entradas, mientras como
salidas son consideradas las evaluaciones de las e%ergias el agua de salida y
la evaporación
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#. FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO DE LA REFINERIA
DE CAJAMARQUILLA
#..% E-2+,) 3)0=434)0,1 =, 5
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@
@*
F4/. #.%6 @ @*: V419 =, +1 9)((,1 =, ,05(4-4,09) =,+ 1419,- %&$ =, + (,540,(; =,
C8-(?
-
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@
@*
F4/. #.%7 @ @*: V419 =, +1 9)((,1 =, ,05(4-4,09) =,+ 1419,- '#$ =, + (,540,(; =,
C8-(?
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#..# C(39,(;19431 =, +1 9)((,1 =, ,05(4-4,09)
#..#.%A(->0 =, + 9)((, =, ,05(4-4,09)
"a envoltura de las balsas de las torres de enfriamiento de tanto de los
sistemas 5N/Y y L/Y son de forma paralelepípedo y constituye un cajón
rodeando al sistema de dispersión de agua, el sistema de 5N/Y est# constituido
por seis celdas y el sistema L/Y por tres celdas.
"as paredes interiores suben hasta el nivel superior del sistema de
distribución de agua asegurando la separación entre celdas adyacentes,
ubicando en cada de las celdas de las torres del 5N/Y un orificio para la
instalación de del moto ventilador, mientras que las torres del sistema L/Y se
ubican por encima del sistema de distribución.
#..#.#B+1 =, 9)((, =, ,05(4-4,09)
Debajo del armazón construido se ubica la balsa de recepción de agua
enfriada, construida en hormigón y situadas perpendicularmente a las entradas
del aire enlazadas y las balsas de cada una de las torres de enfriamiento al
igual que el armazón tiene una división en celdas las cuales se unen mediante
compuertas cada una de ellas para que de esta forma se mantenga un nivel de
balsa.
Adicional a las cone%iones e%istentes entre cada una de las celdas,
e%iste una compuerta principal dentro del sistema que permite enlazar los
sistemas 5N/Y y L/Y para que en caso de haber problemas de nivel de balsa
en uno de los sistemas se puedan unir garantizando la operatividad de las
torres de enfriamiento.
#..#.'S419,- =, =419(4*0 =, /
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m#%imo de gotas de agua con la finalidad de asegurar la mayor superficie de
contacto de aire 8 agua. )obre este sistema de distribución de agua se ubican
los separadores de gotas los cuales impiden el agua hacia el e%terior.
#..#.6M)9) ,094+=)(,1
"os moto ventiladores de los dos sistemas (el 5N/Y y el L/Y1 comprenden7
• 6n h&lice con paletas poli&ster, con un #ngulo de inclinación de las
palas regulables en parada o condiciones ambientales permitiendo una
adaptación a las características del circuito aerodin#mico en los límites
de la potencia del motor.
• 6na transmisión para el motor reductor.• l sistema 5N/Y cuento con un ducto con rejillas para proteger al lado
de la aspiración (por ser una torre de tiro forzado1• n ambos sistemas el ventilador 8 motor 8 reductor est#n fijados sobre
un soporte en hormigón e%terno al ducto.
#..' C)0=434)0,1 =, =41,) 1419,-
"as condiciones t&cnicas de diseño de los sistemas 5N/Y y L/Y fueron
considerados de la siguiente forma7
*ar#metro -orre5N/Y -orre L/Yaudal LJ5/ mLIh WQJQ mLIh
-emp. Agua de ingreso LLR WNR
-emp. Agua de salida QR JR
?umedad relativa NJ\ @J\
-emp. Kulbo h'medo /R LR
*erdida por evaporación 5.Q\ .@\
4eposición [email protected] mLIh J/.L mLIh
9umero de ventiladores N L
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CAPÍTULO IIIMATERIALES Y MÉTODOS
'.% MODELAMIENTO DEL SISTEMA
'.%.% B+03, =, -9,(4+,1
"a forma esquem#tica de una torre de enfriamiento puede
representarse como se presenta en la Eig. L.57
F4/. '.% E1?
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Balance de aire: *ara el balance de aire se asume que el flujo m#sico del aire
de ingreso y salida es el mismo y no se ve afectada su composición, (con G
-ojo, 50J1, es decir7
G1=G2=G (L.51
Balance de agua: De acuerdo a la Eig. L.5, se establece las entradas y las
salidas dentro del sistema, y como se considera que el volumen de
acumulación dentro del sistema es igual a cero, el balance de agua solo ser#
en estado estacionario, (hristie 2. $eanopolis, 500@1, por lo que en forma
matem#tica se establecería como7
L2+G
1G
1
+ L3= L
1+G
2G
2
+ L4 (L.1
)iendo la masa de recirculación igual durante toda su trayectoria en la torre7
L1= L
2= L (L.L1
4eemplazando L.5y L.L en la ecuación L.7
L+G G1+ L3= L+G G 2+ L4 (L.W1
L3=G (G2−G1)+ L4 (L.Q1
ambiando variables y reemplazando en la ecuación L.Q7
G ( G2−G 1)= + (L.N1
L3= ++ L
4 (L.J1
Balance de dureza: )e realiza un balance de materiales del agua de
reposición ( > L3 1 y del agua de la purga ( > L4 1 y como en la evaporación la
dureza c#lcica dentro del sistema no es vol#til, la ecuación L.J, se podría
reducir a la siguiente e%presión7
L3 > L3= L4 > L4 (L.@1
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L3= L
4
> L4
> L3
(L.01
Despejando el valor de L3 dentro de la ecuación L.J7
L4
> L4
> L3
= ++ L4 (L.5/1
Definiendo en así el ciclo de concentración en una torre de enfriamiento como7
C =
> L4
> L3 (L.551
*ara obtener los valores de la purga y reposición en la torre7
L3= +
C −1 (L.51
L4= +$ C
C −1 (L.5L1
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'.%.# B+03, =, ,0,(/;
l balance de energía se basa en el primer principio de la
termodin#mica, la cual se e%presa como7
(./1
Dentro del sistema de enfriamiento se realiza las siguientes consideraciones,
(con G -ojo, 50J17
'r=0 / (́ =0 (L.5W1
stas consideraciones se basan a que en las torres de enfriamiento no se
realiza trabajo ( (́ =0 1 y el sistema no necesita una fuente e%terna de calor
para conservar su energía ( 'r=0 1.
Adem#s los tipos de energía cin&tica ( C i 1 y potencial para ( g + ? ! 1
pueden ser despreciables debido que el cambio de energía cin&tico y potencia
es bajo en comparación con la energía que intercambia el sistema7
(L.5Q1
De acuerdo a la Eig. L.5, la ecuación L.5Q, se convierte en7
(L.5N1
)ustituyendo los valores de las ecuaciones L.5 y L.L en la ec.L.5N7
-
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G$&G1
+ L $ & L2
+ L3$ & L
3
=G $&G2
+ L $& L1
+ L4$ & L
4 (L.5J1
rdenando la ecuación L.5J7
L$ (& L2−& L1 )+ L3 $ & L3=G $( &G2−&G1 )++ L4 $ & L4 (L.5@1
>ntroduciendo el valor de la ecuación L.Q dentro de la ecuación L.5@7
(L.501
Donde el calor disipado del sistema es7
'-i
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F
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F
-
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l c#lculo de la e%ergía para el aire, est# definido de acuerdo con la ecuación
.L5, como7
2 1 P&=
(&1−&2
)−T 0
(C p ln
T 1
T 2− ´ R a ln
P1
P2
) (.L51
1 P&G1−1 P&G
2=(&G
1−&G
2)−T 0[C p ln T G 1T G 2− ´ R a ln
PG1
PG2 ] (L.L/1
Agua
*ara
1 P&L1
7
1 P& L1=(& L1−&0)−T 0 ( S L1−S0 ) (L.L51
*ara 1 P&L2 7
1 P& L2=(& L2−&0)−T 0 ( S L2−S0 ) (L.L1
*ara1 P&L3 7
1 P&L3
=(& L3
−&0 )−T 0 (S L
3
−S0 ) (L.LL1
*ara 1 P& L4 7
1 P&L4
=(& L4
−&0 )−T 0 (S L
4
−S0 ) (L.LW1
B+03, =, ,09()2; ?
-
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De las igualdades de las ecuaciones L.5, L. y L.Q, la ecuación L.LN se reduce
a7
(L.LJ1
Aire
l aire al ser una mezcla de gases dentro de la atmosfera, pueden ser tratados
como gases ideales y el cual puede ser representado de acuerdo con +iano,
^ongqi, G Mhenyan (/5L17
(L.LJ1
*or lo tanto la e%presión 1 0G2−1 0G1 de la ecuación L.LJ, se puede
interpretar de acuerdo con la ecuación L.L@.
Agua
)eg'n Yotas (500Q1 la interacción de la e%ergia química tanto del agua y su
vapor puede ser representada de la siguiente7
1 0 L i= 1
´ PM H 2O
( ǵ H 2 O( l ) 4 ǵ H 2 O( v ))+ ´ R T 0 ln P0
Pv Li (L.L01
"as cuales representadas para cada una de las corrientes de salida de agua
seg'n la Eig. L.L, pueden ser representados como7
*ara 1 0 L2 7
1 0 L
1
= 1
´ PM H 2O
( ǵ H 2O( l ) 4 ǵ H
2O (v ))+ ´ RT 0 ln
P0
PvG2
(L.W/1
*ara 1 0 L101 0 L3 y 1 0 L4 7
1 0 L1= 1
´ PM H 2 O( ǵ H 2 O( l ) 4 ǵ H 2 O (v ) )+ ´ R T 0 ln
P0
PvG1
(L.W51
*or lo tanto la e%ergia química para este tipo de sistemas representada por la
ecuación L.LJ se vería reducida a los siguientes t&rminos7
-
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G [ 1 0G1−1 0G2+(G2−G1 ) 1 0 L3 ]+ L [1 0 L2−1 0 L1 ] (L.W1
'.# APLICACIÓN DEL MODELO
'.#.% CH+3>.
"as ecuaciones que van a representar el c#lculo de las variables psicom&tricas
son las siguientes7
'.#.%.% P(,14>0 =, 2)(:
Pv¿
=10(8.07131− 1730(T +233.426 ) )
(.Q1
'.#.%.# P(,14>0 2(34+:
Pv= P v¿−0.5 (T BS−T BH ) (.N1
'.#.%.'
-
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'.#.%.6
-
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"a información recolectada de los flujometros %$$6FIT y %$$'FIT,
pertenecientes al sistema de enfriamiento 5N/Y, y los flujometros #$$FIT
y #$$FIT, perteneciente al sistema L/Y.
Así como los an#lisis realizados de dureza dentro de cada uno de los
sistemas con el equipo port#til ANNA I '%, son evaluados de forma puntual
medidos a horas de la mañana y a la temperatura puntual la cual es
representada en el A9+ 5.
"os resultados de cada uno de los datos obtenidos y los c#lculos que se
realizan est#n representados en el A9+ L, con las ecuaciones L.N, L.55,
L.5 y L.5L descritas previamente en el A*>-6" >>>.
"as ecuaciones mencionadas del balance de masa y energía se pueden
resumir en7
'.#.#.%E30 2( ,+ 3H+30:
+=G ( G2−G1 ) (L.N1
'.#.#.# E30 2( ,+ 3H+30:
C = > L
4
> L3
(L.551
'.#.#.' E30 2( ++( ,+ /0:
L3= +
C −1 (L.51
'.#.#.6 E30 2( ++( ,+ /
-
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'-i= /0+( >− >0 ) ( /1− /0 )( >1− >0 ) (L.WQ1
'.#.' T,(-)=40H-43 =,+ 1419,-
l desarrollo de la termodin#mica del sistema se focaliza principalmente en el
c#lculo de par#metros importantes como la entropía y la e%ergia del proceso de
enfriamiento, de acuerdo a nuestro caso de estudio, el c#lculo de las variables
de balance de masa y calor que permiten evaluar de esta forma una mejor
performance de nuestro sistema de enfriamiento.
*ara el balance de entropía y e%ergia, emplearemos los datos de las tablas del
A9+ L y W, las cuales se emplearan en las siguientes ecuaciones7
'.#.'.% E30 =, ,09()2; /,0,(= ,0 ,+ 1419,-
(L.W1
'.#.'.# E30 /,0,(+ =, *+03, =, ,,(/;
1 =[ (1 P& )¿−(1 P& )OUT ]+[ (1 0 )¿−(1 0 )OUT ] (L.Q1
'.#.'.' E30 =, *+03, =, ,,(/; 5;143
-
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(L.01
'.#.'.6 E30 =, *+03, =, ,,(/; 5;143 2( ,+ 4(,
1 P&G1−1 P&G
2=(&G
1−&G
2)−T 0[C p ln
T G1T G2
− ´ Ra ln PG1 PG2 ] (L.L/1
'.#.'.7 E30 =, *+03, =, ,,(/; 5;143 2( ,+ /
-
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1 0 L
2
= 1
´ PM H 2O
( ǵ H 2O( l ) 4 ǵ H
2O (v ))+ ´ RT 0 ln
P0
PvG2
(L.W/1
*ara 1 0 L101 0 L3 y 1 0 L4 7
1 0 L2= 1
´ PM H 2 O( ǵ H 2O( l ) 4 ǵ H 2 O (v) )+ ´ R T 0 ln
P0
PvG1
(L.W51
n el A9+ Q se pueden encontrar las tabulaciones y los resultados
obtenidos de las ecuaciones mencionadas en el punto L..L
'.#.6 E30 =, *+03, =, -1 3+)(
"a ecuación general del balance de masa y de calor dentro de un sistema
de enfriamiento7
:= GS
6 G a∫
- &G
(&i9 −&G ) (.N51
*uede ser representada de forma separada como Altura de las 6nidades de
-ransferencia (?-6 por sus siglas en ingl&s1 e%presada en metros y el 9'mero
de 6nidades de -ransferencia (9-6 por sus siglas en ingl&s1 sin unidades
(con G -ojo, 50J17
HTU = GS
6 G a (L.WN1
TU =∫ - &G
(&i9 −&G ) (L.WJ1
*or lo tanto otra forma de e%presar la altura total del relleno de puede darse de
acuerdo a la e%presión propuesta por con G -ojo (50J17
:= HTU ∗ TU (L.W@1
*or otro lado la integral propuesta dentro de la ecuación .N5 puede ser
desarrollada num&ricamente por el m&todo de )impson 5IL ()teven hapra y
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4aymond anale, 50@@1, debido a la precision que este representa para las
integrales definidas ()hah G 4athod, /517
(L.W01
n el A9+ N se pueden encontrar los resultados obtenidos de las
ecuaciones mencionadas en el punto L..W así como el desarrollo de la integral
con la ecuación L.W0.
# E5434,034 9(-43 ,,(/,943
"as ecuaciones de eficiencia t&rmica mostradas en la parte .J.5 muestran
las ecuaciones para determinar la eficiencia t&rmica del sistema, en función de
la temperatura de del líquido de ingreso y salida y el bulbo h'medo, y la
eficiencia e%ergetica, como relación de la e%ergia del agua de entrada y salida
de la torre con relación a la e%ergia destruida dentro del sistema de
enfriamiento.
"as ecuaciones involucradas para el c#lculo de la eficiencia tanto t&rmica como
e%ergetica son representadas en las ecuaciones .NL y .NW7(.NL1
(.NW1
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CAPITULO IVINGENIERÍA DEL PROCESO
6.% DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESO
6.%.% D4/(- /,0,(+ =,+ 2()3,1) =, ,190=(434>0 9,(-)=40H-43
6na de las disciplinas que estudia la mejor performance de una flujo de
proceso dentro del #rea de la ingeniería es la gestión de procesos o conocido
por sus siglas en ingles K*3 que es un enfoque de la ingeniería y la
administración que busca mejorar el proceso con esfuerzos colaborativos tanto
de las unidades de negocio y el mundo de la ingeniería.
l diagrama general del flujo del proceso representado con el uso de la
herramienta Kizagi *rocess 3odeller .J asegura la información concisa y los
pasos que ha de seguir para desarrollar las ecuaciones y que variables claves
son necesarias manipular, medir y calcular para asegurar un correcto
desempeño de lo desarrollado en la investigación propuesta. "a representación
gr#fica del diagrama de flujo, en la Eig. W.5, sigue el lineamiento de la
implementación del programa 3) (3anufacturing %ecution )ystem1 dentro
de la refinería de ajamarquilla como mejoramiento de sus sistemas 4*.
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F4/. 6.% D4/(- /,0,(+ =, 5+
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F
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F
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6.# TERMODINÁMICA DEL PROCESO
$eneralmente hablando de termodin#mica del proceso de enfriamiento
en una torre de enfriamiento, hace referencia a la humidificación del aire, lacual es realizada por medio del contacto del aire con el agua líquida con la
finalidad de conllevar al aire a su m#%ima humedad. (*erry, 50@W1
"a humidificación que ocurre dentro del proceso de enfriamiento
termodin#micamente se conoce como ?umidificación.
n la humidificación humidificación del aire para el enfriamiento del
agua es un proceso temodinamico que incurre en interpretar cada uno de los
puntos de cambio dentro de la carta psicom&trica, tal y como esta
representada en la Eig. W.W.
F4/. 6.6. E05(4-4,09) =,+ /
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` es la entalpia del aire que ingresa a la torre, la cual es medida a la
temperatura del bulbo h'medo -=. "as líneas representadas por la unión de los
puntos K es la diferencia de entalpias al comienzo del proceso de enfriamiento,
conocido como fuerza impulsora inicial.
"a recta D que es la recta de operación del aire y cuya pendiente es igual
al cociente "I$, mientras que los segmentos D y E que se muestran son
segmentos au%iliares que se obtienen proyectando el punto de salida del aire sobre
la curva del agua y bajando el eje horizontal donde se encuentra con la temperatura
del bulbo h'medo de salida del aire.
3ientras que las curvas de operación, curva AK, se especifica por las
temperaturas de entrada y salida del agua en la torre que de acuerdo con el
diagrama son las temperaturas -5 y -.
s de vital importancia saber que las ecuaciones desarrolladas en los
apitulo >> y apitulo >>> nos dan la el #rea encerrada entre la curva de saturación y
la recta de operación, dicha est# delimitada por los puntos AKD que representa la
capacidad para la transferencia de calor del agua al aire y es lógico que para
ma%imizar esta #rea solo podemos aumentar la diferencia de entalpias del aire y del
agua debido a que las temperaturas e%tremas vienen fijadas por las condiciones
del proceso.
6na observación de la figura es que puesto que la fuerza impulsora es la
diferencia de entalpia, en esta disposición a la entrada el aire m#s frio se encuentra
en contacto con el agua m#s fría obteniendo la m#%ima diferencia de entalpias y por
lo tanto un intercambio m#s eficaz.
)eg'n 4odríguez (//01 indica que Bsi aumenta la temperatura del agua, la
recta de operación se e%tiende m#s, es decir, la posición del punto D se desplaza
hacia la derecha, debido al aumento en la temperatura de bulbo h'medo. Asimismo
los valores de temperaturas de entrada y salida del agua a la torre se desplazan
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hacia la derecha dichos valores y haría que aumente el rango y la apro%imaciónC. l
aumento que se verifica en el valor de la integral de la ecuación .N5 es del orden
\ por cada 5R de aumento de temperatura del agua por encima de L@R.
apitulo !
ostos de peración
ostos de implementación
osto Keneficio
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A9+)
A.5 3-D"$>A D" "6"
A.5.5 *ar#metros psicom&tricos
"os c#lculos de los par#metros psicom&tricos tales como la presión de vapor de agua dentro del aire a temperatura de bulbo seco y h'medo, la presión
parcial que ejerce el vapor de agua en el aire, la humedad absoluta,
humedad porcentual, volumen h'medo, capacidad calorífica h'meda,
entalpia h'meda, entropía h'meda, temperatura de rocío son realizadas
empleado las ecuaciones correspondientes en el apítulo >>, implementando
la metodología siguiente para poder encontrar cada uno de los valores
mostrados en las tablas de datos obtenidos, tomando como referencia la
primera fila de cada uno de las tablas.
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i on los par#metros medidos de temperatura de bulbo seco y h'medo
del aire de ingreso calculamos la presión del vapor de agua dentro del
aire con la ecuación .Q.*ara la presión de vapor a temperatura de bulbo seco7
Pv¿=10
(8.07131− 1730(T +233.426 ) )
Pv¿=10
(8.07131− 1730(32.6+233.426 ) ) Pv¿=36.8mmHg
*ara la presión de vapor a temperatura de bulbo h'medo7
Pv¿
=10(8.07131− 1730(26.8+233.426 ) ) P
v
¿=26.4 mmHg
ii l c#lculo de la presión de vapor a temperatura de bulbo h'medo
permitir# calcular la presión parcial del vapor de agua en el aire, de esta
manera empleando la ecuación .N, podemos determinar la fracción de
vapor de agua dentro del aire7
Pv= P v¿−0.5 (T BS−T BH ) (.N1
Pv=26.4−0.5 (32.6−26.8 ) Pv=23.5mmHg
iii Debido a que la humedad absoluta es función de la presión total de
trabajo del sistema y de la presión parcial calculada, representada por la
ecuación .J, la humedad es representada de la siguiente manera7
=´ PM H
2O
´ PM Air!∗( Pv PT − P v ) (.J1
=18.02
28.97∗( 23.5760−23.5 ) =0.0198
Kg H 2O
Kg A S
iv *ara determinar la humedad relativa, se usa la ecuación .@ la cual es la
relación entre la presión parcial del vapor de agua, calculada en el
enciso b, y la presión de vapor a la temperatura del bulbo seco7
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"= P v
Pv¿∗100 (.@1 "=
23.5
36.8∗100 "=63.9
v "a humedad porcentual es calculada aplicando la ecuación .0 de la
siguiente manera7
" P= Pv Pv
¿ ( P− Pv¿
P− Pv ) (.01 " P=63.9 (760−36.8760−23.5 )
" P=62.7
vi l c#lculo del volumen h'medo del aire, representado por la ecuación
.55, es calculada de la siguiente manera7
% H =( 1´ PM Air!+ ´ PM H
2O )( ´ R (T +273) PT ) (.551
% H =( 128.97 +
18.02 )(0.082∗(32.6+273 )
760 )
% H =0.8925 m3
H 2O Kg A S
vii "a capacidad calorífica del aire h'medo o denominada capacidad
calorífica h'meda, que mediante la ecuación .5, puede ser
desarrollada como7
C g=0.24+0.46 C g=0.24+0.46∗0.0198 C g=0.249 Kcal
Kg℃
viii l c#lculo de la entalpía h'meda del aire se desarrolla con la aplicación
de la ecuación .5L de la siguiente manera7
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&G=(0.24+0.46) T +597.2 (.5L1
&G=(0.24+0.46∗0.0198 )32.6+597.2∗0.0198
&G=19.94 Kcal
Kg A S
i% "a temperatura de rocio es calculado con la ecuación .5W7*rimero tenemos que convertir la presión parcial que esta e%presada en
mm?g a *a.
Pv=23.5∗101325
760 Pv=3133.1 Pa
Aplicando la ecuación .5W
T =243.12∗ln Pv−1559.72
24.035−ln Pv (.5W1
T =243.12∗ln (3133.2 )−1559.72
24.035−ln (3133.2 ) T =24.9℃
% "os valores psicom&tricos del aire de salida de las torres deenfriamiento, tanto del sistema 5N/Y y L/Y, son calculados de la misma
manera siguiendo la secuencia empleada en el punto i hasta el punto i%.
A.5. Kalance de masa y energía
i Al tener los par#metros definidos para el sistema como el agua de
ingreso a la torre de enfriamiento, tomando como ejemplo el sistema
5N/Y, las durezas del agua de reposición y del agua dentro de la balsa
de la torre así como el caudal del agua de reposición. )e procede a
calcular con el uso de la ecuación L.N la cantidad de agua evaporada
producto de la interacción entre el agua y el aire.
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?allamos la densidad del aire h'medo a la salida de la torre con la
ecuación .5/
#=
(1+ )∗ P´ R∗(T +273 )∗(1+1.6078∗) (.5/1
#= (1+0.0356 )∗101325
287.055∗(39.7+273 )∗(1+1.6078∗0.0356 ) #=1.106
Kg
m3 A S
Einalmente hallando la evaporación dentro del sistema deenfriamiento7
+=G (G2−G1 ) (L.N1
+=2719.98∗1.106 (0.0356−0.0198 ) +=47.53 m3
&
ii ?allando los ciclos de concentración para el sistema de enfriamiento,
con la ecuación L.55, se tiene7
C = > L
4
> L3
(L.551
C =486.9 ppmCaC O3
198.5 ppmCaC O3C =2.5
iii *osteriormente se calcula la cantidad de agua necesaria para reponer en
el sistema de enfriamiento.
L3= +
C −1 (L.51
L3= 47.53
2.5−1 L3=32.69
m3
&
iv "a purga necesaria para mantener la estabilidad de los ciclos de
concentración puede estimarse mediante la ecuación L.5L.
L4= +$ C
C −1 (L.5L1
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L4=47.53 $2.5
2.5−1 L4=80.19
m3
&
v n el balance de energía, puede calcularse con la ecuación L./ de lasiguiente forma7
'-i
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1 P& L1=(& L1−&0)−T 0 (S L1−S0 ) (L.L51
1 P& L1=(33.23−25.04 )−298.15 (0.1149−0.0878 )
1 P& L1=0.1073 Kcal
Kg
1 P& L2=(& L2−&0)−T 0 (S L2−S0 ) (L.L1
1 P& L2=(41.61−25.04 )−298.15 (0.1419−0.0878 )
1 P& L1=0.4313 Kcal
Kg
1 P&L3=(& L3−&0 )−T 0 ( S L3−S0 ) (L.LL1
1 P& L2=(32.63−25.04 )−298.15 (0.1129−0.0878 )
1 P& L1=0.0915 Kcal
Kg
1 P&L4=(& L4−&0 )−T 0 ( S L4−S0 ) (L.LW1
1 P& L2=(33.23−25.04 )−298.15 (0.1149−0.0878 )
1 P& L1=0.1073 Kcal
Kg
alculando la entropía física de la interaccion del aire, con el uso de la
ecuación L.L/7
1 P&G1−1 P&G
2=(&G
1−&G
2)−T 0[C p ln T G1T G2− ´ Ra ln
PG1
PG2 ] (L.L/1
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(&G 1−&G 2)=(19.938−31.423 )
T 0
[C p ln T G
1
T G2−´ Ra ln PG
1
PG 2 ]=298.15[
1.004ln 32.639.7−
0.069ln 36.79754.316 ]
1 P&G1−1 P&G2=54.316 Kcal
Kg
4emplazando los valores obtenidos de las ecuaciones L.L/, L.L5, L.L,
L.LL y L.LW, en la ecuación L.07 +>!r f
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1 0G= ´ RaT 0 (1+0.0572 ) ln(1+0.03181+0.0572 )+0.0572∗0.5867
1 0G=0.0685∗298.15∗0.0085=0.0190 Kcal
Kg
"a segunda parte del balance de e%ergia química se realiza al agua que
interact'a dentro del sistema de enfriamiento que e%presado para cada
una de las corrientes, ingreso, salida, reposición (maeFup1 y purga, es
resuelto de la siguiente forma7
*ara 1 0 L2 7
1 0 L
2
= 1´ PM H
2O
( ǵ H 2O( l ) 4 ǵ H
2O (v ))+ ´ RT 0 ln P
0
PvG2
(L.W/1
*ara 1 0 L101 0 L3 y 1 0 L4 7
1 0 L
1
= 1
´ PM H 2O
( ǵ H 2O( l ) 4 ǵ H
2O (v ))+ ´ RT 0 ln
P0
PvG1
(L.W51
4esolviendo la ecuación L.W/ para encontrar los valores de la e%ergia
química del agua de salida ( L1 ) 7
1 0 L2= 1
18(−56687.4 4 (−54634,3 ) )+1.98∗298.15 ln 760
41.10
1 0 L2=1614.41 Kcal
Kg
Debido a que las corrientes de agua de reposición, de retorno y la purga
est#n a temperatura ambiente y la e%ergia es una función de esta
estado dependiente de la temperatura la e%ergia química del agua para
estos tres punto es determinado por la ecuación L.W5 como7
1 0 L1= 1
18(−56687.4 4 (−54634,3 ) )+1.98∗298.15ln 760
23.50
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1 0 L1=1945.61 Kcal
Kg
CORREGIR SI ES QUE LOS L% L# L' Y L6 SON DE DIFERENTES LINEAS
DEBIDO A QUE L% ES IGUAL L' Y L6 Y NO A L# ! DAR UNA REVISION FINAL
SI A SIDO TODO CORREGIDO ! OJO QUE TENGO QUE INDICAR DE QUE
FIGURA ESTOY SACANDO ESA INFORMACION FIG ..Y
A.5.W Kalance de energía y masa
i l c#lculo de la entropía dentro del sistema de enfriamiento, en este caso
de ejemplo de c#lculo 5N/Y, puede ser desarrollado por la ecuación
L.W7
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A.# TABULACION DE PARÁMETROS PSICOMÉTRICOS
PARAMETROS PSICROMETRICOS DEL AIRE DE INGRESO
Eecha-K)
Ambiente
-K? Ambient
e
*resión-K)
*resión-K?
*resiónparcial
?umedad Absoluta?umedadrelativa
?umedad*orcentual
R R mm ?g mm ?g mm ?g (Yg ?I Yg A)1 (\1 (\1/5I/I/5W L.N N.@ LN.@ N.W L.Q /./50@ NL.0 N.J
/WI/I/5W L.N J.N LN.@ J.N Q.5 /./5 N@. NJ.5/JI/I/5W L/.Q @.Q L.J 0.5 @.5 /./L0 @N./ @Q.Q5/I/I/5W L.N Q.J LN.@ W.J 5. /./5J@ QJ.N QN.W5LI/I/5W L.5 0.Q LQ.@ L/.@ 0.Q /./Q5 @.Q @5.@5NI/I/5W 0.W N.N L/.J N./ W.N /.//@ @/. J0.N50I/I/5W L.N @.Q LN.@ 0.5 J.5 /./L/ JL.N J.JI/I/5W LL.N Q.J [email protected] W.J /.J /./5JW QL. Q5.0QI/I/5W L.N N.N LN.@ N./ L /./50W N.Q N5.L@I/I/5W L/.Q N.N L.J N./ W.5 /.//W JL.@ J.0/LI/LI/5W L/.Q 0.Q L.J L/.@ L/.L /./Q@ 0.@ 0.Q/NI/LI/5W L.N J.J LN.@ J.@ Q.L /./5W N@.@ NJ.J/0I/LI/5W L5.Q @.Q LW.N 0.5 J.N /./LW J0.@ J0.55I/LI/5W 0.W N.N L/.J N./ W.N /.//@ @/. J0.N5QI/LI/5W L.N W.J LN.@ L.L 50.L /./5N Q.W Q5.5@I/LI/5W L/.Q @.Q L.J 0.5 @.5 /./L0 @N./ @Q.Q5I/LI/5W L.N @./ LN.@ @.L N /.// J/.J N0.NWI/LI/5W L/.Q 0.Q L.J L/.@ L/.L /./Q@ 0.@ 0.Q
JI/LI/5W L/.Q Q. L.J W./ 5.L /./5J0 NQ. NW.L/I/LI/5W L5.Q Q.J LW.N W.J 5.@ /./5@W NL./ N.//I/WI/5W L5.Q Q.J LW.N W.J 5.@ /./5@W NL./ N.//QI/WI/5W L5.Q N.N LW.N N./ L.N /./500 [email protected] NJ./@I/WI/5W LL.N W.J [email protected] L.L 5@.@ /./5Q@ [email protected] WJ./
T*+ A.#.%: T*0 =, 2(H-,9()1 2143)-9(43)1 =,+ 4(, =, 40/(,1) +)1 1419,-1 =, ,05(4-4,09) ,0 2)31 =, ,(0). F
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PARAMETROS PSICROMETRICOS DEL AIRE DE INGRESO
Eecha!ol. h'medo p ?'medo nt. ?'meda -. de rocío ntropía h'meda(mLI g A)1 (YcalIYg.R1 (YcalIYg A.)1 R (YcalIYg.Y1
/5I/I/5W /.@0Q /.W0 50.0W W.0 /.W5Q/L/WI/I/5W /.@0WQ /.Q/ /.J0 N./ /.W5Q50/JI/I/5W /.@05 /.Q5 5.0 J.0 /.W5LN05/I/I/5W /.@@0@ /.W@ [email protected] L.5 /.W5W@5
5LI/I/5W /.@0@W /.Q5 L./N @.J /.W5Q/5NI/I/5W /.@@WN /.W0 50.JQ Q.N /.W5W50I/I/5W /.@0J/ /.Q/ 5.0/ J.L /.W5QL0I/I/5W /.@05 /.W@ [email protected] .J /.W5QN/QI/I/5W /.@0/ /.W0 50.N0 W.Q /.W5W00@I/I/5W /.@@J /.W0 50.J@ Q.L /.W5LL/LI/LI/5W /.@0WJ /.Q L./@ 0. /.W5L@0/NI/LI/5W /.@0W@ /.Q/ /.0 N.5 /.W5Q5/0I/LI/5W /.@0WL /.Q5 5.@J J.N /.W5WQ/5I/LI/5W /.@@WN /.W0 50.JQ Q.N /.W5W5QI/LI/5W /.@@JQ /.WJ 5J.JW 5.N /.W5WNL5@I/LI/5W /.@05 /.Q5 5.0 J.0 /.W5LN05I/LI/5W /.@0QN /.Q/ 5.@ N.N /.W5Q@WI/LI/5W /.@0WJ /.Q L./@ 0. /.W5L@0JI/LI/5W /.@@L@ /.W@ [email protected] L. /.W5L/NL/I/LI/5W /.@@JW /.W@ 5@.@5 L.N /.W5L0Q
/I/WI/5W /.@@JW /.W@ 5@.@5 L.N /.W5L0Q/QI/WI/5W /.@@0Q /.W0 50.JL W.0 /.W5W55/@I/WI/5W /.@@00 /.WJ 5J.JW 5. /.W5QW5
T*+ A.#.#: T*0 =, +)1 2(H-,9()1 2143)-9(43)1 =,+ 4 (, =, 40/(,1) +)1 1419,-1 =, ,05(4-4,09) ,0 2)31 =, ,(0).
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PARAMETROS PSICROMETRICOS DEL AIRE DE INGRESO
Eecha-K)
Ambiente-K?
Ambiente*resión
-K)*resión
-K?*resión parcial
?umedad Absoluta
?umedadrelativa
?umedad*orcentual
R R mm ?g mm ?g mm ?g (Yg ?IYg A)1 (\1 (\1/5I/@I/5W L.5 50./ 5.5 5N.W 5W.W /./5/ [email protected] NJ.Q/WI/@I/5W W. /./ .N 5J.Q 5Q.W /./50 N@. NJ.Q/JI/@I/5W W. 50.L .N 5N.J 5W.L /./550 NL.L N.N5/I/@I/5W .5 5@. 50.0 5Q.N 5L.J /./55W [email protected] [email protected]
5LI/@I/5W /.W [email protected] 5J.0 5Q.Q 5W.W /./5/ @/.W @/./5NI/@I/5W .5 /./ 50.0 5J.Q 5N.W /./5LJ @.Q @.550I/@I/5W L.5 /.0 5.5 [email protected] 5J.W /./5WN @.L @5.0I/@I/5W W. /.0 .N [email protected] 5N.@ /./5W5 JW.W JL.@QI/@I/5W L.5 5N. 5.5 5L.@ 5/.L /.//@Q [email protected] W@./@I/@I/5W Q. [email protected] W./ 5Q.Q 5./ /./5// Q/.5 W0.LL5I/@I/5W L.5 /./ 5.5 5J.Q 5Q.0 /./5LL JQ. JW.J/LI/0I/5W W. [email protected] .N 5Q.Q 5.Q /./5/W QQ.W QW.N/NI/0I/5W L.5 50. 5.5 5N.N 5W.J /./5L N0.N N0.//0I/0I/5W .5 50. 50.0 5N.N 5Q. /./5J JN.W JN./5I/0I/5W L.5 [email protected] 5.5 5Q.Q 5L./ /./5/@ N5.Q N/.05QI/0I/5W W. 5N. .N 5L.@ 0.@ /.//@5 WL.W W.J5@I/0I/5W .5 5J.5 50.0 5W.N 5.5 /./5/5 N/.0 N/.
T*+ A.#.': T*0 =, +)1 2(H-,9()1 2143)-9(43)1 =,+ 4 (, =, 40/(,1) +)1 1419,-1 =, ,05(4-4,09) ,0 2)31 =, 404,(0).
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PARAMETROS PSICROMETRICOS DEL AIRE DE INGRESO
Eecha!ol. h'medo p ?'medo nt. ?'meda -. de rocío ntropía h'meda
(mLI g A)1 (YcalIYg.R1 (YcalIYg A.)1 R (YcalIYg.Y1
/5I/@I/5W /.@QWL /.WQ 5.@L 5N.0 /.W/N/
/WI/@I/5W /.@Q@J /.WN 5L.NQ 5@./ /.W/JQ
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5@I/0I/5W /.@W@@ /.WQ 55.WW 5W. /.W/QW
T*+ A.#.6: T*0 =, +)1 2(H-,9()1 2143)-9(43)1 =,+ 4 (, =, 40/(,1) +)1 1419,-1 =, ,05(4-4,09) ,0 2)31 =, 404,(0).
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PARAMETROS PSICROMETRICOS DEL AIRE DE SALIDA TORRE %&$
Eecha-K)
Ambiente-K?
Ambiente*resión
-K)*resión
-K?*resión parcial
?umedad Absoluta
?umedadrelativa
?umedad*orcentual
R R mm ?g mm ?g mm ?g (Yg ?IYg A)1 (\1 (\1/5I/I/5W L0.J LQ.Q QW.L WL. W5.5 /./LQN JQ.J JW.L/WI/I/5W LN.Q L.N WQ.J LN.@ LW.@ /./0@ JN. JQ.//JI/I/5W LN.Q L./ WQ.J LQ.N LL.L /./@Q J.0 J5.N5/I/I/5W L@. LW.@ Q/.5 W5.N L0.0 /./LWQ J0.N [email protected]
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T*+ A.#.7: T*0 =, +)1 2(H-,9()1 2143)-9(43)1 =,+ 4(, =, 1+4= =,+ 1419,- %&$ ,0 2)31 =, ,(0).
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PARAMETROS PSICROMETRICOS DEL AIRE DE SALIDA TORRE %&$
Eecha!ol. h'medo p ?'medo nt. ?'meda -. de rocío ntropía h'meda(mLI g A)1 (YcalIYg.R1 (YcalIYg A.)1 R (YcalIYg.Y1
/5I/I/5W /.0LQ@ /.QN L5.W LW.N /.W@@N/WI/I/5W /.05@/ /.QL J./W L5.N /.WJQ5/JI/I/5W /.05N /.QL N.Q L/.@ /.WJQ5/I/I/5W /.00J /.QQ L/.LN LW./ /.W@QQ5LI/I/5W /.0W5 /.Q@ LW.N@ LJ./ /.W005
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PARAMETROS PSICROMETRICOS DEL AIRE DE SALIDA TORRE %&$
Eecha-K)
Ambiente-K?
Ambiente*resión
-K)*resión
-K?*resión parcial
?umedad Absoluta
?umedadrelativa
?umedad*orcentual
R R mm ?g mm ?g mm ?g (Yg ?IYg A)1 (\1 (\1
/5I/@I/5W LQ.0 L5.W WW. LW.W L.5 /./JW J.N J5.W
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5/I/@I/5W W/.5 LQ.Q QQ.Q WL. W/.0 /./LQW JL.J J.5LI/@I/5W [email protected] L5.L Q/.0 LW. L/.N /./N5 N/.5 [email protected]
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50I/@I/5W [email protected] LL./ W0.@ LJ.N LQ.5 /./L/5 J/.W N0./
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L5I/@I/5W [email protected] @.J Q5.Q 0.W W.W /.//N WJ.W WQ.J
/LI/0I/5W W/.5 L/./ QQ.Q L5.J N.J /./N [email protected] WN.
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/0I/0I/5W LJ.W L5.W W@./ LW.W L5.W /./N@ NQ.W NL.0
5I/0I/5W [email protected] @. Q5.Q @.N L.W /./50@ WQ.Q WL.J
5QI/0I/5W W5.J 0.W N/.W L/.J W.Q /.//J W/.N [email protected]
5@I/0I/5W W5.L L/. Q0.5 L.5 N.N /./N WQ./ WL./
T*+ A.#.: T*0 =, +)1 2(H-,9()1 2143)-9(43)1 =,+ 4(, =, 1+4= =,+ 1419,- %&$ ,0 2)31 =, 404,(0).
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PARAMETROS PSICROMETRICOS DEL AIRE DE SALIDA TORRE %&$
Eecha!ol. h'medo p ?'medo nt. ?'meda -. de rocío ntropía h'meda
(mLI g A)1 (YcalIYg.R1 (YcalIYg A.)1 R (YcalIYg.Y1
/5I/@I/5W /.050 /.Q Q.W L/. /.WN00
/WI/@I/5W /.05/5 /.Q W.0W 0.0 /.WN@Q
/JI/@I/5W /.05@Q /.W0 .5Q W.0 /.WQ@N
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L5I/@I/5W /.055Q /.W0 5.0Q Q.Q /.WQ@L
/LI/0I/5W /.05@W /.Q/ L.QL J./ /.WNL
/NI/0I/5W /.0L@Q /.Q@ LW.5J LN.0 /.W0J@
/0I/0I/5W /.05NW /.Q Q.WL 0.@ /.WN0J
5I/0I/5W /.05/W /.W0 5.WN W.@ /.WQNJ
5QI/0I/5W /.0/W /.W0 .JN Q.N /.WN/Q