Torres de enfriamiento
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Torres de Enfriamiento.
Las torres de enfriamiento son equipos que se usan para enfriar agua en grandes volúmenes, extrayendo el calor del agua mediante evaporación o conducción. El proceso es económico, comparado con otros equipos de enfriamiento como los cambiadores de calor donde el enfriamiento ocurre a través de una pared.
Sumario
Funcionamiento de una Torre de Enfriamiento
El agua se introduce por el domo de la torre por medio de vertederos o por boquillas para distribuir el agua en la mayor superficie posible. El enfriamiento ocurre cuando el agua, al caer a través de la torre, se pone en contacto directo con una corriente de aire que fluye a contracorriente o a flujo cruzado, con una temperatura menor a la temperatura del agua, en estas condiciones, el agua se enfría por transferencia de masa (evaporación), originando que la temperatura del aire y su humedad aumenten y que la temperatura del agua descienda; la temperatura límite de enfriamiento del agua es la temperatura del aire a la entrada de la torre. Parte del agua que se evapora, causa la emisión de más calor, por eso se puede observar vapor de agua encima de las torres de enfriamiento.
Para crear flujo hacia arriba, algunas torres de enfriamiento contienen aspas en la parte superior, las cuales son similares a las de un ventilador. Estas aspas generan un flujo de aire ascendente hacia la parte interior de la torre de enfriamiento. Además, en el interior de las torres se monta un empaque con el propósito de aumentar la superficie de contacto entre el agua caliente y el aire que la enfría.
Como ya hemos dicho, el enfriamiento de agua en una torre tiene su fundamento en el fenómeno de evaporación. La evaporación es el paso de un líquido al estado de vapor y solo se realiza en la superficie libre de un líquido, un ejemplo es la evaporación del agua de los mares.
Componente de una Torre de Enfriamiento.
- Relleno: Distribuido dentro de la torre suministra el área superficial para la transferencia de masa y calor.
- Eliminadores de desviación
- Base recolectora del agua fría
- El agua fría es recogida por la base del fondo
- Desviadores del flujo de aire
- Cubierta de redistribución
En torres de flujo cruzado se necesita romper la corriente de agua que baja.
Equipo mecánico
- Ventiladores
- Motores
- Sistema de distribución del agua:
- Las torres a contracorriente dispersan el flujo a través de un sistema de distribución de spray a baja presión, desde un sistema de tuberías distribuido a lo largo de toda la torre.
- Los diseños de flujo cruzado tienen un sistema de distribución del agua caliente por gravedad a través del empaque.
Tipos de Torres de Enfriamiento
Las industrias utilizan agua de enfriamiento para varios procesos. Como resultado, existen distintos tipos de torres de enfriamiento. Existen torres de enfriamiento para la producción de agua de proceso que solo se puede utilizar una vez, antes de su descarga, así como torres de enfriamiento de agua que puede reutilizarse en el proceso.
Existen sistemas de enfriamiento abiertos y cerrados. Cuando un sistema es cerrado, el agua no entra en contacto con el aire de fuera. Como consecuencia la contaminación del agua de las torres de enfriamiento por los contaminantes del aire y microorganismos es insignificante. Además, los microorganismos presentes en las torres de enfriamiento no son eliminados a la atmósfera.
- Las torres de enfriamiento se clasifican según la forma de suministro de aire en:
Torres de circulación natural.
- Atmosféricas
- Tiro natural
Torres de tiro mecánico.
- Tiro inducido
- Tiro Forzado
Torres de flujo cruzado.
Torres de Circulación natural.
- Atmosféricas: El movimiento del aire depende del viento y del efecto aspirante de las boquillas aspersoras. Se usan en pequeñas instalaciones. Depende de los vientos predominantes para el movimiento del aire.
- Tiro natural: El flujo de aire necesario se obtiene como resultado de la diferencia de densidades, entre el aire más frío del exterior y húmedo del interior de la torre. Utilizan chimeneas de gran altura para lograr el tiro deseado. Debido al inmenso tamaño de estas torres (500 pie alto y 400 pie de diámetro), se utilizan por lo general para flujos de agua por encima de 200000 gpm. Son ampliamente utilizadas en las centrales térmicas.
Influencias Externas sobre el funcionamiento de las Torres.
Recirculación:
La recirculación en las torres de enfriamiento se define como una adulteración de la atmósfera de entrada a la torre por la atmósfera de salida de la misma. El efecto de la recirculación se ve en un inesperado aumento de la temperatura de bulbo húmedo del aire que entra a la torre de enfriamiento (por encima de la temperatura de bulbo húmedo del aire ambiente) , y un correspondiente incremento en la temperatura del agua que sale de la torre.
Restricción del flujo de Aire:
A una determinada carga de calor, un flujo determinado de agua y una temperatura de bulbo húmedo particular la temperatura del agua fría producida por una torre de enfriamiento es totalmente dependiente de la cantidad de aire de entrada. Una disminución en la cantidad de aire y la temperatura del agua se incrementará. Debido a la importancia del flujo de aire, los fabricantes se preocupan en diseñar correctamente los ventiladores y sus motores, puesto que estos son los que mueven el aire contra la presión estática encontrada dentro de la torre.
Viento: Dependiendo de su velocidad y dirección, tiende a incrementar el potencial de la torre de enfriamiento a la recirculación.
No solamente la curvatura creada por el aire de salida en la dirección del flujo del viento, también se crea una zona de baja presión en la cual puede formarse una porción de niebla, si la admisión de aire a la torre esta en esa dirección, entonces puede contaminarse el aire de entrada con esa niebla.
El grado al cual puede afectar la dirección del viento aumenta dependiendo de la relación de la velocidad de descarga de la torre (Vj) respecto a la velocidad del viento (Va)
Interferencia:
Sumideros de calor ubicados cerca de una torre de enfriamiento pueden Interferir con el desempeño térmico de la misma.
Estas interferencias pueden ser causadas por otras instalaciones de la planta u otros equipos. Muchas veces consisten de contribución térmica del efluente de otra torre de enfriamiento cercana
Fuente.
- Artículo Torres de enfriamiento Disponible en la Web "webdelprofesor.ula.ve" Consultado: 20 de septiembre de 2011.
- Artículo Torres de enfriamiento Disponible en la Web "www.lenntech.es" Consultado: 20 de septiembre de 2011.
- Artículo Torres de refrigeración o enfriamiento Disponible en la Web "www.quiminet.com" Consultado: 20 de septiembre de 2011.
- Artículo Generalidades de las torres de enfriamiento Disponible en la Web "depa.pquim.unam.mx" Consultado: 20 de septiembre de 2011.
- Artículo Torres Disponible en la Web "www.si3ea.gov.co" Consultado: 20 de septiembre de 2011.
