INDICEOBJETIVOS3INTRODUCCION4FUNDAMENTO TEORICO5DIAGRAMA DEL PROCESO.9DATOS DE LA TORRE Y DE LOS FLUIDOS.9DESARROLLO DEL CUESTIONARIO.101.Tabla de resultados de los valores experimentales de las 9 corridas10Saltos termicos.11Aproximacin.11Observaciones.112.Flujos msicos de aire para cada caudal.12Discusin.14Conclusiones.143.Corrida ms representativa para cada caudal.15Criterios de ingeniera tomados.154.Comparacin de la cada de presin de empaque de lminas corrugadas con las obtenidas en los empaques de anillo rashing para un mismo valor de G.15Discusin17Conclusiones175.Grafica de la curva de equilibrio y lnea de operacin para cada corrida escogida.17Curva de operacin de Caudal bajo18Curva de operacin de Caudal medio18Curva de operacin de Caudal alto19Observaciones:206.Porcentaje de agua que se evapora en la torre de enfriamiento para cada corrida seleccionada.20Observaciones217.Calcular los flujos de vapor que ingresa al tanque de mezclado en Kg/s. Indicar las simplificaciones realizadas21Simplificaciones:228.Curva caracterstica del empaque (Ka V/L vs L/G) y velocidad con que aire atraviesa el empaque.22Observaciones:24Conclusiones:259.Altura del empaque necesaria para tener una aproximacin de 4 C .25Observaciones25Bibliografa26

TABLAS

Tabla 1: Datos del aire y del agua9Tabla 2: Datos de la torre de enfriamiento.9Tabla 3: DATOS EXPERIMENTALES10Tabla 4: SALTOS TERMICOS.11Tabla 5: APROXIMACIONES11Tabla 6: CAUDAL DE AIRE13Tabla 7: CAUDAL DE AIRE Y LIQUIDO DE ENTRADA14Tabla 8: CORRIDAS MAS REPRESENTATIVAS15Tabla 9: CADA DE PRESIN PARA EMPAQUES DE LMINAS CORRUGADAS16Tabla 10: CADA DE PRESIN PARA EMPAQUES DE ANILLOS RASHING17Tabla 11: PUNTOS DE LA CURVA DE EQUILIBRIO17Tabla 12: PORCENTAJE DE AGUA QUE SE EVAPORA21Tabla 13: DATOS DE PRESIN, ENTALPIA DE VAPOR Y TEMPERATURAS DE LQUIDO22Tabla 14: VALORES DE ENTALPIA A CAUDAL BAJO23Tabla 15: VALORES DE ENTALPIA A CAUDAL MEDIO23Tabla 16: VALORES DE ENTALPIA A CAUDAL ALTO24

TORRE DE ENFRIAMIENTO

OBJETIVOS

1. Determinacin del nmero de unidades de difusin o transferencia para condiciones determinadas en una torre de enfriamiento.1. Determinacin de la cada de presin correspondiente a travs de la torre de enfriamiento.

INTRODUCCION

La instrumentacin, diseo y simulacin de los procesos de enfriamiento de agua han constituido a lo largo del desarrollo de las operaciones unitarias un marco de referencia en el estudio comprensin y aplicacin de los fenmenos de transferencia de masa y energa. Loe equipos de enfriamiento de sistemas simples como el de aire constituyen una base fundamental en estudios preliminares de gran aplicacin a nivel industrial.(Garcia, 2011)Como ha de saberse en gran parte de las instalaciones industriales, el agua utilizada en condensadores e intercambiadores de calor, se enfra en forma econmica en torres de enfriamiento de tipo natural o mecnica. Dentro de los tipos mecnicos, se tiene los de tipo inducido y los de tipo forzado. En estas torres el agua se enfra por contacto directo con una corriente de aire frio tomada del ambiente. La ms baja temperatura a la cual el agua se puede enfriar ser siempre mayor que la temperatura de bulbo hmedo del aire del ambiente.

FUNDAMENTO TEORICO

Las torres de enfriamiento tienen como finalidad enfriar una corriente de agua por vaporizacin parcial de esta con el consiguiente intercambio de calor sensible y latente de una corriente de aire seco y fro 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 operacin tambin reducido. Con frecuencia la armazn y el empaque interno son de madera. Es comn la impregnacin de la manera, bajo presin con fungicidas. Generalmente el entablado de los costados de la torre es de pino, polister reforzado con vidrio, o cemento de asbesto.Clasificacin de las torres de enfriamiento La forma ms simple y usual de clasificar las torres de enfriamiento es segn la forma en que se mueve el aire a travs de stas. Segn este criterio, existen torres de circulacin natural y torres de tiro mecnico. En las torres de circulacin natural, el movimiento del aire slo depende de las condiciones climticas y ambientales. Las torres de tiro mecnico utilizan ventiladores para mover el aire a travs del relleno. 1. Torres de circulacin naturalSe clasifican, a su vez, en torres atmosfricas y en torres de tiro natural. Las torres atmosfricas utilizan las corrientes de aire de la atmsfera. El aire se mueve de forma horizontal y el agua cae verticalmente (flujo cruzado). Son torres de gran altura y pequea seccin transversal. Deben instalarse en lugares muy despejados, de forma que ningn obstculo pueda impedir la libre circulacin de aire a travs de la torre. Tienen un costo inicial alto debido a su gran tamao, pero el costo de mantenimiento es reducido, al no existir partes mecnicas mviles. Una torre de este tipo puede ser una solucin muy econmica para determinadas necesidades de refrigeracin si se puede garantizar que funcionar habitualmente expuesta a vientos de velocidades iguales o superiores a los 8 km/h. Si la velocidad promedio del viento es baja, los costos fijos y de bombeo aumentan mucho en relacin a una torre de tiro mecnico y no compensan el ahorro del costo de ventilacin. Actualmente, las torres atmosfricas estn en desuso. Una torre de tiro natural es aquella en la que el aire es inducido por una gran chimenea situada sobre el relleno. La diferencia de densidades entre el aire hmedo caliente y el aire atmosfrico es el principal motivo por el cual se crea el tiro de aire a travs de la torre. La diferencia de velocidades entre el viento circulante a nivel del suelo y el viento que circula por la parte superior de la chimenea tambin ayuda a establecer el flujo de aire. Por ambos motivos, las torres de tiro natural han de ser altas y, adems, deben tener una seccin transversal grande para facilitar el movimiento del aire ascendente. Estas torres tienen bajos costos de mantenimiento y son muy indicadas para enfriar grandes caudales de agua. Al igual que las torres atmosfricas, no tienen partes mecnicas. La velocidad media del aire a travs de la torre suele estar comprendida entre 1 y 2 m/s. SALIDA DE AIRE

Las torres de tiro natural no son adecuadas cuando la temperatura seca del aire es elevada, ya que sta debe ser siempre inferior a la del agua caliente. No es posible conseguir un valor de acercamiento pequeo y es muy difcil controlar exactamente la temperatura del agua. En las torres de tiro -natural no se pueden utilizar rellenos de gran compacidad, debido a que la resistencia al flujo de aire debe ser lo ms pequea posible. Estas torres son muy utilizadas en centrales trmicas; muy pocas veces son aplicables a plantas industriales debido a la fuerte inversin inicial necesaria. Esquema de una torre de tiro natural

1. Torres de tiro mecnico Las torres de tiro mecnico proporcionan un control total sobre el caudal de aire suministrado. Se trata de torres compactas, con una seccin transversal y una altura de bombeo pequeas en comparacin con las torres de tiro natural. En estas torres se puede controlar de forma precisa la temperatura del agua de salida, y se pueden lograr valores de acercamiento muy pequeos (hasta de 1 o 2 C, aunque en la prctica acostumbra a ser de 3 o 4C). Si el ventilador se encuentra situado en la entrada de aire, el tiro es forzado. Cuando el ventilador se ubica en la zona de descarga del aire, se habla de tiro inducido. En las torres de tiro forzado el aire se descarga a baja velocidad por la parte superior de la torre. Esquema de una torre de tiro mecnico

Torres de tiro inducidoLas torres de tiro inducido pueden ser de flujo a contracorriente o de flujo cruzado. El flujo a contracorriente significa que el aire se mueve verticalmente a travs del relleno, de manera que los flujos de agua y de aire tienen la misma direccin pero sentido opuesto. La ventaja que tiene este tipo de torres es que el agua ms fra se pone en contacto con el aire ms seco, logrndose un mximo rendimiento. En stas, el aire puede entrar a travs de una o ms paredes de la torre, con lo cual se consigue reducir en gran medida la altura de la entrada de aire. Adems, la elevada velocidad con la que entra el aire hace que exista el riesgo de arrastre de suciedad y cuerpos extraos dentro de la torre. La resistencia del aire que asciende contra el agua que cae se traduce en una gran prdida de presin esttica y en un aumento de la potencia de ventilacin en comparacin con las torres de flujo cruzado.

Torre de flujo a contracorriente y tiro inducido.

Torre de flujo cruzado (tiro inducido)

En las torres de flujo cruzado, el aire circula en direccin perpendicular respecto al agua que desciende. Estas torres tienen una altura menor que las torres de flujo a contracorriente, ya que la altura total de la torre es prcticamente igual a la del relleno. El mantenimiento de estas torres es menos complicado que en el caso de las torres a contracorriente, debido a la facilidad con la que se pueden inspeccionar los distintos componentes internos de la torre. La principal desventaja de estas torres es que no son recomendables para aquellos casos en los que se requiera un gran salto trmico y un valor de acercamiento pequeo, puesto que ello significar ms superficie transversal y ms potencia de ventilacin, que en el caso de una torre de flujo a contracorriente.

DIAGRAMA DEL PROCESO.

Figura 1: Diagrama del procesoDATOS DE LA TORRE Y DE LOS FLUIDOS.

Tabla 1: Datos del aire y del aguaAGUA(40C)AIRE(40C)

(Kg/m3)992.151.13

(kg/m.s)0.000651-

Fuente:Tabla 2: Datos de la torre de enfriamiento.Ancho de la base0.65M

Altura de la torre2.2M

rea transversal0.4225m2

Volumen de la cmara0.9295m3

Altura del relleno1.3M

Altura del atrapagotas0.15M

Dimetro del ducto de aire0.36M

rea del ducto0.1018m2

Fuente:

26

DESARROLLO DEL CUESTIONARIO.

Tabla de resultados de los valores experimentales de las 9 corridas

Tabla 3: DATOS EXPERIMENTALESVARIABLEELEMENTO DE MEDICINCAUDAL BAJOCAUDAL MEDIOCAUDAL ALTO

123123123

Caudal de agua a la entrada (gal/min)ROTMETRO181818232323252525

T del agua a la entrada (C)TERMMETRO METLICO404040404040404040

T del agua a la salida (C)TERMMETRO DE VIDRIO303232.533343435.53535

T de bulbo seco del aire a la entrada (C)TERMMETRO DE VIDRIO23.523.72423.523.723.72423.423.5

Humedad relativa del aire a la entrada (%)HIGRMETRO868484838382848484

T del aire a la salida (C)TERMMETRO3635363636.537373737

Flujo msico del aire a la salida (kg/s)EC. DE BALANCE0.6530.5730.4950.5720.4720.4490.3660.4060.408

Presin de vapor a la salida del caldero (psig)MANMETRO807570657080768077

P en el empaque (mm H2O)MANMETRO DIFERENCIAL0.10.10.10.10.10.10.10.10.1

P en el empaque (mm H2O)MANMETRO DIFERENCIAL0.20.20.20.20.20.20.20.20.2

Fuente: Elaboracin propiaSaltos trmicos.

Tabla 4: SALTOS TERMICOS.VARIABLECAUDAL BAJOCAUDAL MEDIOCAUDAL ALTO

123123123

T del agua a la entrada (C)404040404040404040

T del agua a la salida (C)303232.533343435.53535

T (C)1087.57664.555

Aproximacin.Hallamos las temperaturas de bulbo hmedo a la entrada del aire.

Tabla 5: APROXIMACIONESVARIABLECAUDAL BAJOCAUDAL MEDIOCAUDAL ALTO

123123123

Tbh aire a la entrada (C)21.7521.6821.9621.3621.5521.4121.9621.3921.49

T del agua a la salida (C)303232.533343435.53535

(C)8.2510.3210.5411.6412.4512.5913.5413.6113.51

Observaciones. El mximo caudal al cual se pudo trabajar fue a 25 gpm, pues fue el mximo presentado por el equipo. La temperatura de salida del agua fue un promedio obtenido entre la del agua que discurra por las paredes del equipo y la que bajaba por el centro, esto pudo lograrse gracias a la mezcla de ambas en la poza de recepcin. En cuanto a la humedad relativa del aire de entrada (HR1), se puede decir que fue casi constante pues oscilaba entre los valores de 84 y 82, a excepcin del primer valor; que se registr como mximo. La temperatura de bulbo seco tambin result ser casi constante.

Flujos msicos de aire para cada caudal.

Asunciones: Debido a que lo que se busca es una transferencia de calor, los flujos tanto de aire como de agua se debern mantener constantes. Entonces:G1 = G2= GS L1= L2=LSDonde:G1, G2: Caudales de entrada (1) y salida (2) constantes en todo el proceso, correspondientes al aire en kg/s.L1, L2: Caudales de entrada (1) y salida (2) constantes en todo el proceso, correspondientes al agua en kg/s.

Balance de energa:

Donde:H = H2 H1: variacin de la entalpa del aire.L: Caudal de agua constante.Cp: Capacidad calorfica o calor especfico.TL: Salto trmico.

Procedimiento de Clculo:De la ecuacin 1, despejamos el valor del caudal del aire:

Con la ecuacin 2 construimos la tabla N6.

CAUDAL BAJOCAUDAL MEDIOCAUDAL ALTO

123456789

TG1 (C)23.523.72423.523.723.72423.423.5

HR1 (%)868484838382848484

HG1 (KJ/Kg aire seco)63.563.2464.2962.07862.7662.2862.3562.2662.61

TG2 (C)3635363636.537373737

HR2100100100100100100100100100

HG2 (KJ/Kg aire seco)135.7128.98135.7135.7139.28142.75142.75142.75142.75

H (KJ/Kg aire seco)72.265.7471.4173.62276.5280.4780.480.4980.14

L (L/s)1.1361.1361.1361.4511.4511.4511.5771.5771.577

(kg/L)0.9920.9920.9920.9920.9920.9920.9920.9920.992

L (kg/s)1.1271.1271.1271.4401.4401.4401.5651.5651.565

Cp (KJ/Kg C)4.1814.1814.1814.1814.1814.1814.1814.1814.181

TL2404040404040404040

TL1303232.533343435.53535

T (C)1087.57664.555

Gs (Kg/s)0.6530.5730.4950.5720.4720.4490.3660.4060.408

PROMEDIO0.57350.49770.3936

con respecto al prom.0.07900.00020.07870.07460.02570.04890.02740.01280.0146

Tabla 6: CAUDAL DE AIRE

Discusin. Debido a que el caudal de gas (aire) y agua son constantes (tomado como asunciones) se pudo aplicar la ecuacin 2 ya descrita anteriormente. La temperatura que se obtuvo del agua de salida tuvo variaciones cuando se dejaba reposar, pues cuanto ms tiempo pasaba entre medicin y medicin se incrementaba. El caudal del aire Gs debido a las asunciones, debi ser constante. Esto no se comprob en los clculos.

Conclusiones. Si bien se asumi el flujo de aire como constante para los tres caudales (bajo, medio y alto), de los clculos se pudo concluir que esto no fue as. Es probable que esto haya ocurrido debido a que el agua que atravesaba los empaques de la torre impeda que el aire circulara con facilidad, pues a mayor caudal de agua, menor flujo de aire se obtiene mediante los clculos.Tabla 7: CAUDAL DE AIRE Y LIQUIDO DE ENTRADAVARIABLECAUDAL BAJOCAUDAL MEDIOCAUDAL ALTO

123123123

L (kg/s)1.1271.1271.1271.4401.4401.4401.5651.5651.565

Gs (Kg/s)0.6530.5730.4950.5720.4720.4490.3660.4060.408

El aire tambin retiene humedad del flujo de agua, pues no solo existe transferencia de calor, sino de masa. Esta cantidad probablemente es muy pequea. La diferencia de temperatura dentro de la torre se debe al tamao del rea de transferencia. El agua para poder enfriarse debe encontrarse en contacto con el aire tanto como sea posible, lo que no ocurre cuando discurre por las paredes, pero si cuando pasa por la zona empacada. En la torre de enfriamiento ocurre el fenmeno de evaporacin. Este fenmeno se da a travs de una pelcula interfacial que se forma en la superficie libre de un lquido y en la cual se presenta un equilibrio de fases con el aire que debe encontrase no saturado. Como el aire est relativamente seco su humedad es menor que la de interfase, existe entonces un gradiente de humedad por lo tanto, hay flujo de agua en forma de vapor. A medida que la temperatura del agua baja, el aire gana energa y el gradiente de temperatura entre el aire y la interfase baja tambin. Entonces el calor total absorbido por el aire es igual a la energa asociada a la evaporacin del agua. Por lo tanto el calor latente de vaporizacin es mayor que el calor sensible en el seno del agua.

Corrida ms representativa para cada caudal.

Tabla 8: CORRIDAS MAS REPRESENTATIVASCAUDAL BAJOCAUDAL MEDIOCAUDAL ALTO

L (kg/s)1.1271.4401.565

TL1(C)323435

TL2(C)404040

HR1 %848384

HR2 %100100100

Gs (Kg/s)0.57330.47200.4065

TG1(C)23.723.723.4

TG2(C)3536.537

HG1 (kJ/kg aire seco)63.2462.7662.26

HG2 (kJ/kg aire seco)128.98139.28142.75

Criterios de ingeniera tomados.

Para un mismo caudal de agua, tanto el flujo de aire como las otras variables de operacin deben ser constantes. Es por eso que el valor ms representativo que se tom fue el que tenga menor valor en la variacin con respecto al promedio. En caso de haberse presentado valores ms all de los valores cercanos, no se tomara en cuenta. Por otro lado la variacin del flujo de agua ocasionar tambin la variacin del flujo de aire a la salida, como ya se haba mencionado.Comparacin de la cada de presin de empaque de lminas corrugadas con las obtenidas en los empaques de anillo rashing para un mismo valor de G. De los datos:rea transversal :0.4225m2

Altura del relleno :1.3m

Tabla 9: CADA DE PRESIN PARA EMPAQUES DE LMINAS CORRUGADASG(kg/s)P(mmH2O)G'(kg/m2.s)P/Z(pa/m)

0.573311.3569102.5538

0.472011.1172102.5538

0.406510.9620102.5538

Para los anillos Rashing del experimento de adsorcin se ha hallado el valor Cf para el material del cual est hechoCf prom637.221

Donde X y Y son:

Teniendo todo X y Y podemos hallar la cada de presin con la grfica N1

Grafica 1: Inundacin y cada de presin en las torres con empaques al azarFUENTE: (Treybal, 1980). PAGINA 224

Tabla 10: CADA DE PRESIN PARA EMPAQUES DE ANILLOS RASHINGG'(kg/m2.s)L'XYP/Z(pa/m)

1.35692.666770.068210.44865Inundacin

1.11729.896570.307450.30413Inundacin

0.962094.674563.415530.22552Inundacin

Discusin

La cada de presin para empaques de lminas corrugadas es 102.55 Pa/m mientras que para empaques de anillos Rashing es mayor que 1200 Pa/m dndonos a notar que si se usara anillos Rashing ocurrira una inundacin en la columna empacada.

El valor de Cf fue tomado como dato de laboratorio pasado, si necesariamente necesitamos trabajar con estos flujos se recomendara cambiar de empaque y buscar otro que tenga un menor Cf para que no ocurra una inundacin, caso contraria tendramos que variar la temperatura del lquido para que vari su viscosidad.

Conclusiones Una columna relleno de anillos rashing no podra trabajar a estas condiciones. Si se deseara trabajar con la mismas condiciones se tendra hacer una variacin al flujo de lquido para poder ajustar a la recta a de una cada de presin mxima de 1200 Pa/m.

Grafica de la curva de equilibrio y lnea de operacin para cada corrida escogida.

Con los datos de equilibrio para temperaturas entre 20-45 C trazamos la grfica de equilibrio

Tabla 11: PUNTOS DE LA CURVA DE EQUILIBRIOH(KJ/Kg aire seco)T(C)

5820

7625

9930

12935

16640

21445

Curva de operacin de Caudal bajoDe los datos de las entalpia y las temperatura de 32 y 40C trazamos la curva de operacin H(KJ/Kg aire seco)T(C)

63.2432

128.9840

Ecuacin de la Lnea de Operacin

Grafica N2: HG vs Grafica 2: H vs TL para un caudal bajoCurva de operacin de Caudal medioDe los datos de las entalpia y las temperatura de 34 y 40C trazamos la curva de operacin H(KJ/Kg aire seco)T(C)

62.7634

139.2840

Ecuacin de la Lnea de Operacin

Grafica 3: HG vs TL para un caudal medioCurva de operacin de Caudal altoDe los datos de las entalpia y las temperatura de 32 y 40C trazamos la curva de operacin H(KJ/Kg aire seco)T(C)

62.2635

142.7540

Ecuacin de la Lnea de Operacin

Grafica 4: HG vs TL para un caudal altoObservaciones: A medida que aumenta el caudal del lquido (L) la pendiente de la recta operacin tambin incrementa, esto se debe a que la pendiente es L*Cp /G. La curva de equilibro es la curva de saturacin del aire, esta curva siempre va ser contante. Las entalpas del aire en la entrada vara para los tres caudales. Las lneas de operacin es obtenida solo con los datos de entrada y salida de la torre de enfriamiento.Porcentaje de agua que se evapora en la torre de enfriamiento para cada corrida seleccionada.

Figura N2: Diagrama del proceso

El % de agua evaporada lo calculamos de la siguiente manera.

Del balance de Agua tenemos

L2 + G1. H1 = L1 + G2. H2

Como G1 = G2 = Gs

Donde H2 y H1 son las humedades absolutasTabla 12: PORCENTAJE DE AGUA QUE SE EVAPORACAUDAL BAJOCAUDAL MEDIOCAUDAL ALTO

G0.57330.4720.4064

L21.131.441.56

H10.0150.0140.014

H20.0390.0420.044

%H2O evaporada1.21760.91780.7815

Observaciones

Hay tremenda baja de temperatura debido a que el calor sensible es perdido por la prdida de masa del agua, esto se debe a que en la evaporacin sede calor latente. De los clculos observamos que el porcentaje de agua evaporada es mayor para flujos menores.

Calcular los flujos de vapor que ingresa al tanque de mezclado en Kg/s. Indicar las simplificaciones realizadas

Figura 2: Diagrama de mezclador agua , vaporDe acuerdo a la Figura 02, el balance de masa en el tanque de mezclado:

Dnde:L2: Flujo de salida del mezcladorF1: Flujo de entrada de lquido al mezcladorF0: Flujo de entrada de vapor Simplificaciones: El vapor proveniente del caldero pirotubular est saturado al momento de ingresar al mezclador Todo el vapor que ingresa al mezclador se condensara El vapor aportara solo calor latenteTabla 13: DATOS DE PRESIN, ENTALPIA DE VAPOR Y TEMPERATURAS DE LQUIDOPresin caldero (psig)757080

TL1 (C)323435

H0(KJ/Kg)2748.52746.0002751.000

Cp agua (KJ/Kg C)4.18134.18134.1813

TL2 (C)404040

L2 (Kg/s)1.1361.45101.5770

H0 se halla mediante tablas de presin de vapor saturadoBalance de energa:

Del balance de masa y energa obtenemos los siguientes resultadosF0(Kg/s)0.01450.01400.0127

Curva caracterstica del empaque (Ka V/L vs L/G) y velocidad con que aire atraviesa el empaque.

Para el nmero de unidades de difusin se tiene la siguiente expresin.

donde:

K :Constante de transferencia de masa

L :Flujo de lquido, kg/s

V :Volumen de la cmara de enfriamiento, m3

Cpw :Calor especfico del agua

Hg* :Entalpa en la pelcula del aire, entalpa de saturacin

Hg :Entalpa del aire en su seno, ambiente

Entonces a partir de la ecuacin de balance y de la curva de equilibrio (saturacin), procedemos al clculo de las unidades de transferencia:CAUDAL BAJOCAUDAL MEDIOCAUDAL ALTO

L1.1271.1271.127

G0.5730.4720.406

Para 18 gal/ min:Se tiene la siguiente ecuacin de la curva de operacin:y = 8.2175x - 199.72Donde X = TY= H (kJ/kg aire seco)En la cual obtendremos el valor de H y el valor de H* se calculara de la curva de equilibrio, obteniendo los siguientes valores:Tabla 14: VALORES DE ENTALPIA A CAUDAL BAJOTH (KJ/Kg)H* (KJ/Kg) saturadaH* - H1/H*-H

3263.000110.00047.0000.02128

3587.630128.00040.3700.02477

37104.050146.00041.9500.02384

40128.680166.00037.3200.02680

Donde por mtodo del trapecio calculamos la siguiente integral:

kyav/L= NUD0.810

L/G1.9667

Obteniendo:

De manera similar se calculara para los otros dos caudalesPara 23 gal / minTabla 15: VALORES DE ENTALPIA A CAUDAL MEDIOTH (KJ/Kg)H* (KJ/Kg) saturadaH* - H1/H*-H

3462.650100.00037.3500.02677

3688.150121.50033.3500.02999

38113.650146.00032.3500.03091

40139.150166.00026.8500.03724

kyav/L= NUD0.777

L/G2.387

Para 25 gal / minTabla 16: VALORES DE ENTALPIA A CAUDAL ALTOTH (KJ/Kg)H* (KJ/Kg) saturadaH* - H1/H*-H

3562.26096.00033.7400.02964

36.586.407115.00028.5930.03497

38110.554146.00035.4460.02821

40142.750166.00023.2500.04301

Kyav/L= NUD0.699

L/G2.776

L/GKaV/L

Caudal alto2.77590.699

Caudal medio2.38770.777

Caudal bajo1.96680.810

Grafica 5: Curva caracterstica NUD vs L/G

Observaciones:

1. En la curva de operacin, el tope; lugar por donde entra el agua, es la parte superior derecha, mientras el fondo; lugar por donde sale el agua, es la parte inferior izquierda.

1. Para la determinacin de NTUD, es necesario aplicar una integracin numrica, en funcin de las entalpias en la curva de operacin y en la curva de equilibrio.

Conclusiones:

1. De la grfica entalpia vs temperatura, se tiene que la lnea de operacin est por debajo de la curva de saturacin, verificando lo asumido que la salida de aire se encuentra saturado.

1. A medida que se disminuye el flujo de aire y al mantenerse el flujo de agua, tal como observamos en la grfica, el NUD disminuye, esto es lgico por el hecho que la transferencia de masa y a la vez de calor es menor.

Altura del empaque necesaria para tener una aproximacin de 4 C.

Para una aproximacin de 4 C

VARIABLEELEMENTO DE MEDICINCAUDAL MEDIO

2

Caudal de agua a la entrada (gal/min)ROTMETRO23

T del agua a la entrada (C)TERMMETRO METLICO40

T del agua a la salida (C)TERMMETRO DE VIDRIO

T de bulbo seco del aire a la entrada (C)TERMMETRO DE VIDRIO23.7

Humedad relativa del aire a la entrada (%)HIGRMETRO83

T del aire a la salida (C)TERMMETRO

Flujo msico del aire a la salida (kg/s)EC. DE BALANCE0.472

P en el empaque (mm H2O)MANMETRO DIFERENCIAL0.2

T bh = 22.55C

T salida de agua= 25.55

TH (KJ/Kg)H* (KJ/Kg) saturadaH* - H1/H*-H

26-39.35076.000115.3500.00867

29.55.27597.00091.7250.01090

3349.900116.00066.1000.01513

36.594.525146.00051.4750.01943

40139.150166.00026.8500.03724

Integral=0.14028

kyav/L0.587

De la curva caracterstica para un y = 0.587 , obtenemos un x = 3.64

Reemplazando:

Observaciones

BibliografaGarcia, J. R. (2011). Diseo operacional de una torre de enfriamiento adiabatica deagua de tipo mecanica inducido. bucaramanga.Treybal, R. .. (1980). Operacion de transferencia de masa. Mc GRAW HILL.