Torres De Enfriamiento

Introducción:

En la industria química hay muchos casos de operaciones unitarias en los que se descarga agua caliente (condensadores o de otros aparatos), donde el valor de esta agua es tal que es más económico enfriarla y volver a utilizarla antes que descargarla como inútil.

Este enfriamiento se efectúa poniendo en contacto el agua con aire sin saturar en condiciones tales que el aire se humidifica y el agua se enfría aproximadamente a la temperatura del termómetro de bulbo húmedo. Este método se utiliza únicamente en el caso en que la temperatura del termómetro húmedo para el aire es más baja que la temperatura que se quiere que alcance el agua que sale.

Existen varios tipos de aparatos en los que puede efectuarse esta operación: los principales son los de tiro natural, y las torres enfriadoras de tiro forzado.

Todos los métodos para enfriar el agua por el procedimiento de ponerla en contacto con aire, entrañan la subdivisión del agua en forma tal que presente la mayor superficie posible. Esto puede efectuarse con la mayor sencillez por simple pulverización del agua por medio de pulverizadores. Estos pulverizadores deben estar situados sobre un estanque o pileta que recoge el agua pulverizada.

Torres de Tiro Inducido

En la torre de tiro inducido el agua caliente procedente de la refrigeración se deja caer por el interior de la torre mediante un sistema de distribución de agua, que debe caer uniformemente sobre el relleno. En la parte superior hay unos ventiladores que hacen que el aire circule a contracorriente del agua. El fenómeno de cesión de calor se debe a que al entrar en contacto el agua caliente con el aire se forma una película de aire húmedo alrededor de cada gota. El agua que pasa al aire, y por tanto se evapora, extrae el calor necesario para la evaporación del propio líquido y produce por tanto un enfriamiento del mismo. Por la parte superior sale el aire húmedo, visible si las condiciones ambientales dificultan la dispersión de este vapor en el aire (frío intenso o humedad relativa alta). Este vapor visible se denomina penacho o pluma, y aunque es vapor de agua (más que vapor es niebla, es decir gotas finas de agua) y por tanto no es contaminante, tiene cierto impacto visual.

Una de las principales ventajas de este tipo de torre es que puede ser bastante baja, disminuyendo así la energía requerida para el bombeo de agua a las partes altas de la torre.

Los elementos que compone una torre de refrigeración son prácticamente los mismos para las de tipo forzado e inducido. Los más importantes son los siguientes:

Separador de gotas:

El separador de gotas tiene la finalidad de detener las gotas de agua que arrastra la corriente de aire al salir de la torre. Este objetivo se consigue mediante un cambio brusco de la dirección (60 grados es la más efectiva) del aire al salir. Esta variación provoca que el agua arrastrada se deposite sobre la superficie del separador de gotas, cayendo posteriormente al relleno.

La existencia del separador tiene tres ventajas:

• La reducción de pérdidas de agua.

• Evitar daños en el entorno de la torre, y sobre todo si el agua de torre es agua salada.

• Limitar la formación de neblinas.

Sistema de distribución de agua:

Este sistema de tuberías y conducciones tiene la finalidad de repartir uniformemente el flujo de agua por encima del relleno. Existen dos métodos de reparto: por gravedad o por presión. En el primero el agua caliente cae sobre el relleno por su propio peso. Su funcionamiento consiste en llevar hasta una balsa colocada sobre el relleno el agua caliente y una vez allí se reparte por unos canales que dejan caer el agua por gravedad sobre unas piezas en forma de herradura que sirven de enlace entre los canales y el relleno. En el segundo, la tubería que contiene el agua con cierta presión (suministrada por las bombas de impulsión del circuito de refrigeración) se conduce por tuberías hasta unos aspersores, que rocían el relleno con pequeñas gotas.

Relleno:

Tiene una vital importancia para el intercambio de calor ya que debe proporcionar:

Una superficie de intercambio lo más grande posible entre el agua que cae y el aire que asciende.

Retardar el tiempo de caída del agua, asegurando una mayor duración del proceso de intercambio.

Las características de un relleno deben ser:

 Se debe de realizar con un material de bajo coste debido a la cantidad que se emplea, y debe ser de fácil colocación.

 La superficie del mismo debe ser la mayor posible en relación con su volumen.

 Su diseño debe permitir fácilmente el paso del aire entre él, de forma que ofrezca la menor resistencia y perdida de carga. Así mismo debe distribuir uniformemente el aire y el agua.

 Debe ser resistente al deterioro ambiental, químico y térmico y debe ser fácil de limpiar.

Existen tres formas distintas de realizar el reparto de agua a través del relleno: por salpicadura o goteo, de película o laminares y de tipo mixto. Cada uno tiene sus inconvenientes y sus ventajas por lo que se tiende a utilizar cada tipo de relleno dependiendo de las características de uso y diseño de la torre. Los más habituales

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