Proceso de la Transferencia de calor de las Torres de enfriamiento

Reacondicionamiento Estructural de Torre de Enfriamiento

El proceso de transferencia de calor inicia cuando el agua se introduce por la parte superior de la torre y se distribuye uniformemente sobre el relleno con ayuda de vertederos o boquillas para distribuir el agua en la mayor superficie posible.  

 

El relleno sirve para aumentar el tiempo en el que baja el agua así como la superficie de intercambio de calor entre el agua y el aire que fluye a contracorriente o a flujo cruzado. Una vez establecido el contacto entre dichos elementos tiene lugar una cesión de calor que se produce debido a dos principios: la transferencia de calor por convección y la transferencia de masa (proceso de enfriamiento evaporativo) desde el agua hacia el aire.  

 

Al inicio del proceso el aire tiene una temperatura de bulbo húmedo1 menor a la temperatura del agua caliente, y con la transferencia se provoca un aumento de temperatura y  humedad. A su vez, el agua experimenta un descenso en su temperatura cuyo límite estará marcado por la temperatura de bulbo húmedo del aire que entra al sistema.

 

La evaporación ocurre en la superficie del agua que está en contacto con el aire no saturado. En primer lugar, “las moléculas de agua cercanas a la superficie experimentan colisiones que aumentan su energía por arriba de la necesaria para vencer la energía de unión de superficie. La energía que se requiere para mantener la evaporación debe venir de la energía interna del líquido, que entonces experimenta una reducción de temperatura. Sin embargo, si se mantienen condiciones de estado estable, la energía latente perdida por el líquido debido a la evaporación debe recuperarse mediante la transferencia de energía al líquido desde sus alrededores. Esta transferencia se debe a la convección de energía sensible del gas” (Incropera p. 325). A medida que el aire recibe vapor  también recibe calor latente de vaporización. Este proceso continúa hasta que se establece un estado de equilibrio a la temperatura de bulbo húmedo del aire. 

 

El calor asociado a la transferencia de calor por convección del agua hacia el aire está dado por la ley de enfriamiento de Newton: q = A h dT 

 

Donde:   

q = Flujo de calor   

A = Área de contacto   

h = Coeficiente convectivo de transferencia de calor   

dT = Diferencia de temperatura entre el agua y el aire 

 

El proceso de evaporación depende de diversos factores como son: la presión, ya que la velocidad con que ocurre la evaporación es mayor cuando la presión es más baja y viceversa; la masa de agua evaporada, que es proporcional a la superficie en la cual se efectúa la evaporación; el coeficiente de transferencia de calor, que depende entre otras variables, de la velocidad del aire.  

 

La evaporación sucede a mayor velocidad si existen corrientes de aire porque el viento desplaza las capas de aire sobre la superficie de evaporación y arrastra consigo la humedad. La evaporación es más rápida entre menor porcentaje de humedad tenga el aire. 

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Fabricación y Refacciones para Torre de Enfriamiento


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