Sobre ensayo de una torre de enfriamiento y discusión de los resultados obtenidos

• Autores: Torre, Humberto
• Año de publicación: 1958
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Bados, José María
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

En los procesos de una gran industria, por razones económicas,no es posible desechar el agua que ha sido utilizada como agente refrigerante. El calor que ha adquirido al actuar como tal, debe sereliminado para así poderla utilizar en un nuevo ciclo. El enfriamientode ese líquido es posible efectuarlo por intermedio de torres deenfriamiento. El proceso consiste en dejar caer el agua, mediante unadistribución adecuada, por el interior de la torre y haciendo incidirsobre ella una corriente de aire ambiente, que generalmente estará amenor temperatura que el agua y no saturado de humedad. En estascondiciones se producirá la vaporización parcial del agua, con elconsiguiente incremento en la humedad absoluta del aire; el calor necesariopara la evaporación, proviene de su propia masa, con lo quedisminuye su temperatura. Hay además un efecto de enfriamiento portransmisión de calor si el agua está más caliente que el aire, lo quesucede casi siempre, pero este efecto es pequeño en comparación conel anterior y recién toma importancia para diferencias considerablesde temperaturas. Con elobjeto de poder dimensionar las torres analíticamente, Merkel (l), en base a los principios de transmisión de calor y demasa, desarrolló una teoría que lo condujo a una ecuación diferencialen la que se encuentran vinculadas las diversas variables que incidenen el proceso. Posteriormente Lichtenstein (2), a partir de esa ecuacióndiferencial, obtuvo una vinculación de parámetros, adimensional,que llamó "característica" de la torre y que fué tomada como una medidade la eficiencia de funcionamiento: K.a.V/Ldonde L, es el caudal horario de agua que circula por la torre, en Kg/hr.; a, es la superficie de contacto agua-aire por unidad de volumende torre ocupada por el relleno, en m2/m3.; V, es dicho volumen,en m3. En cuanto a K, es un coeficiente empírico que prevee la influencia de "factores de inseguridad", llamado coeficiente total de transmisiónde masa, en Kg/hr.m2. Debido a la presencia de este coeficiente,o mejor, debido a la presencia del producto K.a, no es posibleaún dimensionar las torres prescindiendo de los resultados experimentales. El objeto del presente trabajo, consiste en aportar una contribuciónexperimental, analizar el efecto de la distribución del relleno,de las condiciones de trabajo, sobre la característica. A partir de un balance de masas de agua se llega a la siguiente expresión: G.(X1-X2)/L.ΔXm = K.a.V/Lque permite la determinación experimental de la característica. G, esel caudal horario de aire, en Kg/hr.; X1, es la humedad absoluta delaire a la salida de la torre; X2, ídem a la entrada, en gr (vapor de agua)/Kg(aire seco); ΔXm, es la media logarítmica del potencial dehumedades absolutas en las secciones extremas de la torre. Recurriendo al diagrama psicrométrico, en base a las temperaturasdel agua a la entrada y salida, temperaturas de bulbo seco y húmedo delaire entrante y saliente, es posible conocer los distintosvalores de X. Mediciones de caudal permiten completar los datos necesariospara la aplicación de la ecuación anterior. Latorre construída, que es del tipo inducido, fué instalada en ATANOR. Se sacó una derivación del agua que esa empresa envía a sustorres, y luego de someterla a proceso, fué enviada a canales colectores. De su ensayo se sacaron las siguientes conclusiones: 1°) La variación continua (sin poder actuar sobre ella) de la temperaturadel agua a la entrada, motivó gran número de balances energéticosanormales. 2°) Para valores de ΔXm de hasta dos unidades, puede reemplazarse, alos efectos de simplificar el cálculo, la media logarítmica por lamedia aritmética. 3°) Debido a las condiciones de trabajo, para llegar a conclusionesconcretas deberán efectuarse aún gran número de determinaciones. Momentaneamente losresultados muestran lo previsible: La característicaaumenta cuando disminuye el caudal de agua o cuando disminuye lahumedad relativa del aire ambiente. 4°) Se sugieren algunas modificaciones en los instrumentos de control,que contribuirán a la mayor precisión de los resultados. Bibliografía: 1) Merkel F.- "Verdunstungkuhling". Forschungsarbeiten, 1925. 2) Lichtenstein J.- "Performanceand selection of mecanically draftcooling towers". ASME Trans., 1943.
Fil: Torre, Humberto. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.