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TORRES DE ENFRIAMIENTO
DESCRIPCION
TIPOS
COMPONENTES
PARAMETROS OPERACIONALES
TORRES DE ENFRIAMIENTO
Las torres de enfriamiento tienen como nalidad enfriaruna corriente de agua or !aori"acin arcial de estacon el consiguiente intercam#io de calor sensi#le ylatente de una corriente de aire seco y fro $ue circula orel mismo aarato%
Las torres ueden ser de muc&os tios' sin em#argo elenfo$ue se centra en un e$uio de costo inicial #a(o y decosto de oeracin tam#i n reducido%Con frecuencia la arma"n y el ema$ue interno son de
madera%Es comn la imregnacin de la manera' #a(o resincon fungicidas%
)eneralmente el enta#lado de los costados de la torre esde ino, olister refor"ado con !idrio' o cemento de
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TORRES DE ENFRIAMIENTO
Pueden emacarse con ema$ues lsticos% Elema$ue de lstico uede ser oliroileno'moldeado en forma de enre(ado o alguna otra
El esacio !aco es mu* grande' generalmentema*or del +,- con el n de $ue la ca da deresin del gas sea lo ms #a(a osi#le%
Como consecuencia la suercie de la interfaseno slo inclu*e la suercie de las elculasl$uidas $ue &umedecen el ema$ue' sinotam#in la suercie de las gotas $ue caencomo llu!ia desde cada la de
TIPOS DE TORRES DEENFRIAMIENTO
Las torres de enfriamiento se clasican segnla forma de suministro de aire en.
Torres de circulacin natural
/% Atmosfricas
0% Tiro natural
Torres de tiro mecnico
/% Tiro inducido
0% Tiro For"ado
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TIPOS DE TORRES DE ENFRIAMIENTO
Torres de Circulacin natural/% Atmosfricas. El mo!imiento del aire deende del
!iento y del efecto asirante de las #o$uillasasersoras% Se usan en e$ueas instalaciones%Deende de los !ientos redominantes ara elmo!imiento del aire%
0% Tiro natural. El 1u(o de aire necesario se o#tienecomo resultado de la diferencia de densidades'entre el aire ms fro del e2terior y h medo delinterior de la torre% 3tili"an c&imeneas de granaltura ara lograr el tiro deseado%De#ido al inmenso tamao de estas torres 45,,ie alto y 6,, ie de di metro7' se utili"an or logeneral ara 1u(os de agua or encima de 0,,,,,gm
TIPOS DE TORRES DE ENFRIAMIENTO
Torres de Tiro mecnico
El agua caliente $ue llega a la torre uededistri#uirse or #o$uillas asersoras ocomartimientos $ue de(an asar &acia a#a(oel 1u(o de agua a tra!s de unos oricios%
El aire usado ara enfriar el agua calientees e2trado de la torre' en cual$uiera delas dos formas siguientes.
/% Tiro Inducido. El aire se succiona a tra!s de latorre mediante un !entilador situado en laarte suerior de la torre% Son las msutili"adas%
TIPOS DE TORRES DE ENFRIAMIENTO
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0% Tiro for"ado. El aire se fuer"a or un!entilador situado en el fondo de la torrey se descarga or la arte suerior%
Estas torres estn su(etas articularmente ala recirculacin del aire caliente y hmedo $uees descargado' dentro de la toma del!entilador' de#ido a la #a(a !elocidad dedescarga y $ue materialmente reduce laefecti!idad de la torre%
El tiro inducido con el !entilador en la artesuerior de la torre e!ita esto y ademsermite una distri#ucin interna msuniforme del aire%
TIPOS DE TORRES DE ENFRIAMIENTO
Torres de 1u(o cru"ado.
El aire entra a los lados de la torre 1u*endo&ori"ontalmente a tra! s del agua $ue cae%Las corrientes de aire laterales se unen en un
asa(e interno y de(an la torre or el toe%Las torres de 1u(o cru"ado re$uieren ms aire y
tienen un costo de oeraci n ms #a(o $ue lastorres a contracorriente%
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COMPONENTES DE LAS TORRES DE
ENFRIAMIENTO
E$uio mecnico
/% 8entiladores
0% Motores
Sistema de distri#ucin del agua.
/% Las torres a contracorriente disersan el 1u(oa tra!s de un sistema de distri#ucin de
sra* a #a(a resin' desde un sistema detu#eras distri#uido a lo largo de toda la torre
0% Los diseos de 1u(o cru"ado tienen un sistemade distri#ucin del agua caliente or gra!edad
COMPONENTES DE LAS TORRES DE
ENFRIAMIENTO
Sistema de distribucin de agua:
La eciencia glo#al de una torre de enfriamiento estadirectamente relacionada con el dise o delsistema de distri#ucin de agua caliente%
La consideracin rincial en la seleccin del tio desistema de distri#ucin de agua ara unaalicacin esecca es la ca#e"a a !encer or la
#om#a%La ca#e"a de la #om#a imuesta or una torre de
enfriamiento consiste de la altura esttica 4relati!aa la altura desde la entrada' ms la resinnecesaria ara mo!er el a ua a tra!s del sistema
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COMPONENTES DE LAS TORRES DE
ENFRIAMIENTO
Sistema de distribucin de agua:
La ca#e"a de #om#eo !ara de acuerdo a laconguracin de la torre%
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COMPONENTES DE LAS TORRES DE
ENFRIAMIENTO
COMPONENTES DE LAS TORRES DE
ENFRIAMIENTO
Sistema de distribucin de agua:
Torres contracorriente: utili"an un sistema dedistri#ucin de sra* a alta resin ara lograrcu#rir todo el relleno de la torre%
El atrn de sra* de las #o$uillas es sensi#le a loscam#ios en el 1u(o de agua' y a los cam#ios en laresin de las #o$uillas%
Las torres a contracorriente tienen un rea de resinmenor $ue las de 1u(o cru"ado ero re$uierenaltura adicional' altura esttica y ca#e"a dinmicaara alcan"ar el mismo efecto de enfriamiento%
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COMPONENTES DE LAS TORRES DE
ENFRIAMIENTO
Sistema de distribucin de agua:
Las torres a 1u(o cru"ado utili"an un sistema dedistri#ucin diferente% El agua caliente esdistri#uida a tra!s de los ema$ues orgra!edad a tra! s de unos e$ueos oriciosu#icados en el iso de la #ase de entrada%
Tal sistema no es un sistema de distri#ucin en
sra*% El aire se mue!e &ori"ontalmente a tra!sdel ema$ue y se cru"a con el agua $ue cae% Enlas torres de 1u(o cru"ado el comonente deresin interna de la ca#e"a de #om#eo esinsignicante de#ido a $ue el 1u(o es
COMPONENTES DE LAS TORRES DE
ENFRIAMIENTO
Sistema de distribucin de agua:
Comaradas a las torres de 1u(o cru"ado lascontracorriente ueden re$uerir de 5 a 6 sigadicionales de ca#e"a ara alcan"ar unadistri#ucin adecuada del sra*%
Esta ele!ada ca#e"a de #om#eo conduce a ma*orescostos iniciales y anuales or consumo de
energa de las #om#as%
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COMPONENTES DE LAS TORRES DE
ENFRIAMIENTO
Sistema de distribucin de Aire
En las torres contracorriente la resistencia al 1u(oascendente del aire or arte de las gotas $uecaen resulta en una ele!ada p rdida de resinesttica y una ma*or otencia del !entilador $ueen 1u(o cru"ado%
Las torres a 1u(o cru"ado contienen unaconguracin del relleno a tra!s de la cual elaire se mue!e &ori"ontalmente a tra!s delagua $ue cae%
Las torres de 1u(o cru"ado utili"an esencialmentetoda la altura de la torre ara las re(illas de!entilacin' reduciendo la !elocidad de entrada
COMPONENTES DE LAS TORRES DE
ENFRIAMIENTO
Relleno.
Distri#uido dentro de la torre suministra elrea suercial ara la transferencia de masay calor%
Eliminadores de des!iacin
9ase recolectora del agua fra
El agua fra es recogida or la #ase del fondo Des!iadores del 1u(o de aire
Cu#ierta de redistri#ucin
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TRANSFERENCIA DE MASAY CALOR
Mer:el demostr $ue la transferencia total decalor es directamente roorcional a ladiferencia entre la entala del aire saturado a latemeratura del agua y la entala del aire en elunto de contacto con el agua.
Q = ;
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TRANSFERENCIA DE MASAY CALOR
Como la entala y temeratura del aire y el
agua cam#ian a lo largo de la torre se tiene.d> = d;
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TRANSFERENCIA DE MASAY
CALOR KS KaV G dhha2
= =L L L h w h ah a 1
Al termino ;a8?L se le llama la
caracterstica de la torre O como.KS KaV tw2 dtw
Al integrar utili"ando el mtodo deTc&e#*c&e de la siguiente manera.
= =
TRANSFERENCIA DE MASAY CALOR
(y y y y1 + + +2 3 4 )ydx = (b a)*
4
de y a x = a + 0.1*(b-a)
de y a x = a + 0.4*(b-a)
de a x = b - 0.4* b-a o a x = a+0.6* b-a
de y a x = b-0.1*(b-a) o a x = a + 0.9
b
y= Valor1
y Valor2 =y= Valor
3
y= Valor4 *(b-a)
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K a VPara la e!aluacin
TRANSFERENCIA DE MASAY
Ltw 2 dtw
______= Cw L t w 1 h w h a
Donde.h1= !alor de 4&=-&a7 a la temeratura de t=1
,%/
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TRANSFERENCIA DE MASAY CALOR
Donde.Rango = T&= $Tc=
Alcance 4Aroac&7 = Tc= $ T=#Tam#in llamado diferencia til de temeratura
K a V
Para calcular el !alor detam#in se uede utili"ar un nomograma o lasgracas de caractersticas de la torre%
TRANSFERENCIA DE MASAY
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TRANSFERENCIA DE MASAY CALOR
Como e(emlo suongamos $ue se tiene una torre$ue oera con un inter!alo de 0, %& temeratura delagua fra de ,%& y temeratura de #ul#o h medode ,%F% Con L?) = /%Se uede !er a continuacin en el nomograma%
TRANSFERENCIA DE MASAY
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TRANSFERENCIA DE MASAY CALOR
Las emresas $ue disean torres de enfriamientocuentan con e2tensas ta#las del cooling to=erinstitute $ue se ueden conseguir en el CoolingTo=er Institute 9lue 9oo: y '(e )*enen la +omas*(*en)e:
TRANSFERENCIA DE MASAY
CALOR
Las cur!as caractersticas sir!en como una medidade la caacidad de enfriamiento de la torre a la cualalica%
KaVL= CL G
m
TRANSFERENCIA DE MASAY
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Donde y m son constantes ara una torredada y se determinan or las caractersticasdel ema$ue
TRANSFERENCIA DE MASAY
CALOR
La cur!a caracterstica es utili"ada ara determinar el#uen funcionamiento de la torre en con(unto concur!as de ;a8?L !s L?)% ;a8?L es una medida delgrado de dicultad ara los re$uerimientos deenfriamiento del l$uido%Esta ltima cur!a uede llamarse tam#in / Cur!ade Re$uerimientos de diseo0 uesto $ue es una
medida del grado de dicultad ara alcan"ar losre$uerimientos de diseo' y no tiene nada $ue !er
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TRANSFERENCIA DE MASAY CALOR
La interseccin de la cur!a caracterstica y la cur!a dere$uerimiento de diseo locali"a el unto de diseo%El fa#ricante redice $ue' cuando se conoce L?)' el1u(o de circulacin de agua de diseo' la temeraturade entrada del agua y la temeratura de #ul#o hmedo' se uede #uscar la temeratura de salida delagua%
KaV t w 2 d t w_________= C w
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INFL3ENCIAS EGTERNAS SO9RE EL
F3NCIONAMIENTO DE LA TORRE
RECIRC3LACION
La recirculacin en las torres de enfriamiento sedene como una adulteracin de la atmsfera deentrada a la torre or la atmsfera de salida de lamisma%
El efecto de la recirculacin se !e en un ineseradoaumento de la temeratura de #ul#o hmedo del aire$ue entra a la torre de enfriamiento 4or encima de latemeratura de #ul#o hmedo del aire am#iente7 , yun corresondiente incremento en la temeratura delagua $ue sale de la torre%
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INFL3ENCIAS EGTERNAS SO9RE EL
F3NCIONAMIENTO DE LA TORRE
Deendiendo del grado de recirculacin latemeratura del agua fra uede incrementarse&asta en 5 grados o ms% lo me(or esto tam#in ocasiona $ue el sistemaoere or encima de los armetros de diseo%Todas las torres ofrecen un otencial riesgo derecirculacin' la e2tensin de esta deende de las!elocidades de entrada y salida del aire%Altas !elocidades de entrada incrementan el otencial
ara la recirculaci n' mientras $ue ele!adas!elocidades de salida disminu*en el riesgo derecirculacin%
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INFL3ENCIAS EGTERNAS SO9RE EL
F3NCIONAMIENTO DE LA TORRE
RestricciHn del 1u(o de Aire
una determinada carga de calor' un 1u(odeterminado de agua y una temeratura de #ul#o hmedo articular la temeratura del agua fraroducida or una torre de enfriamiento estotalmente deendiente de la cantidad de aire deentrada%
3na disminucin en la cantidad de aire y latemeratura del agua se incrementar.
De#ido a la imortancia del 1u(o de aire' losfa#ricantes se reocuan en dise ar correctamentelos !entiladores y sus motores' uesto $ue estos sonlos $ue mue!en el aire contra la resin estticaencontrada dentro de la torre%
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INFL3ENCIAS EGTERNAS SO9RE EL
F3NCIONAMIENTO DE LA TORRE
La resin esttica es una medida de la resistenciadel sistema ara un determinado 1u(o de aire' estoresulta de las restricciones en el sistema 4lo cualincrementa la !elocidad del aire7 y de los cam#ios enla direccin del 1u(o de aire%
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INFL3ENCIAS EGTERNAS SO9RE EL
F3NCIONAMIENTO DE LA TORRE
V34Oepen7*en7o 7e s( 8elo9*7a7 y 7*e99*n, )*en7e a*n9emen)a el po)en9*al 7e la )oe 7e en+*am*en)oa la e9*9(la9*n.4o solamen)e la 9(8a)(a 9ea7a po el a*e 7esal*7a en la 7*e99*n 7el (;o 7el 8*en)o, )am
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INFL3ENCIAS EGTERNAS SO9RE EL
F3NCIONAMIENTO DE LA TORRE
n)e+een9*a:?(m*7eos 7e 9alo (
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INFL3ENCIAS EGTERNAS SO9RE EL
F3NCIONAMIENTO DE LA TORRE
Paredes de la torre
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RECOMENDACIONES
l Aas )empea)(as 7e
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RECOMENDACIONES
l menos '(e la (
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Condiciones normales de circulacin delagua
l pD en)e 6 y El on)en*7o 7e 9lo(o >9omo 4al" po 7e?O#" po 7e
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OTROS CALC3LOS EN TORRES DE
ENFRIAMIENTO
l V3AO 3 3VIOJO4 3 KLl V3AO 3 J3JLAO4 3 KLl I3J? IOJ JJ?J3 3 KL IOJ IJ3 3A
J3, ILJK, &LK?.l AO? 3 O434JO4 3&4O? O@O A
J3AO4 3 J3IO?O4 ILJKO.l 3@IOJ IOJ AO 3&4O? O@O A
I 3 A OJJ3 34J3 A V3AO 3J3JLAO4
l V @3 IMILJKl J3IO?O4
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OTROS CALC3LOS EN TORRES DE
ENFRIAMIENTO
l V3AO 33VIOJO43 KL >N&"M1GGG
l J3IO?O4 = 3VIOJO4 I3J?
l I3J? = ILJK JJ?J3 &LK?
l AO? = J3IO?O4MILJKl ILJK = 3VIOJO4M>AO?-1"l 3@IO? IOJ AO =
I M V3AO 3J3JLAO4