1Universidad de Los AndesFacultad de IngenieraEscuela de Ingeniera QumicaDpto. de Operaciones Unitarias y Proyectos
EQUIPOS UTILIZADOS EN HUMIDIFICACIN
Prof. Yoana Castillo
CONTENIDO
Medicin de la Humedad. Equipos utilizados en Humidificacin. Equipos utilizados en la Deshumidificacin.
2MDICIN DE LA HUMEDAD
Mtodo del Punto de Roco
Mtodo del Bulbo HmedoAireT, Y
Algodn mojado
Termmetro
Tw Escala Laboratorio. Errores experimental
Superficie pulida enfriada artificialmente
Evaporacin de un disolvente con un punto de ebullicin bajo.
Evaporacin de un gas condensado.
Enfriamiento con agua
AireT, Y
MTSe baja la temperatura hasta que aparezca niebla
Para medir humedades atmosfricas
Psicrmetro de Assmann:
Se compone de un termmetro de bulbo hmedo y seco.
Ventilador de motor Es importante para su correcto funcionamiento que el psicrmetro se instale aislado de vientos fuertes y de la luz solar directa.
3 Higrmetros
Mecnicos:Usan cabellos humanos, fibras de madera y plsticosEl rgano sensible lo constituye un haz de cabellos. Cuando la humedad aumenta los cabellos absorben el vapor de aguay aumentan de longitud y viceversa. Los cambios de longitud se amplifican mediante un sistema de palancas que mueven un ndice sobre una escala graduada previamente mediante un higrostato.
Elctricos: Miden la resistencia elctrica de una capa de materiales que absorben humedad expuestos al gas, emplean sensores
pticos.
Higrmetros
4 Mtodo Gravimtrico [1-2]
AireT1, Y1
AireT2, Y2
Compuesto qumico que absorbe la humedad
Se registra el aumento de peso
Y1 > Y2
Absorbentes adecuados para determinar vapor de agua: Pentxido de Fsforo dispersado en piedra pmez cido Sulfrico concentrado.
Escala Laboratorio. Mtodo trabajoso, se realiza por duplicado.
HUMIDIFICACIN Implica la transferencia de masa y energa de una fase lquida a una
mezcla gaseosa de aire y vapor. Cuando un lquido relativamente caliente se pone en contacto directo con un
gas que no est saturado, parte del lquido se vaporiza. La temperatura del lquido disminuye debido principalmente al calor latente de evaporacin.
Fase Lquida
Fase Gaseosa
Interfase
TL
Ti
Tg
Yi
Y
Transferencia de masa
Transferencia de calor sensible
Transferencia de calor latente
Evaporacin superficial del lquido sin fuente externa de calor.
Aplicaciones:
Enfriamiento de aguas de proceso.
Acondicionamiento de aire
5EQUIPOS Y APLICACIONES DE LA HUMIDIFICACIN
Cmara de Aspersin
AireT, Y
AireT2,Y2Agua
Boquillas
Mantener velocidad del gas baja. Tiempo de contacto alto
Aplicaciones:
Operaciones a pequea escala. Control de humedad de un cuarto.
Boquillas de AspersinBoquillas de Filtro
Torres de Enfriamiento
Objetivo: Enfriar una corriente de agua por vaporizacin parcial de esta con el
intercambio de calor sensible y latente de una corriente de aire seco y fro que circula en el mismo equipo.
Materiales de Construccin: Frecuentemente son construidos de Armazn y empaque interno de Madera,
impregnacin de la madera con fungicida. Entablados de los costados es de pino, cemento de asbesto, polister
reforzado con vidrio, plsticos. Existen empaques plsticos: Polipropileno. Tienen altos espacios vacos (90%) para evitar grandes cadas de presin.
6Tipos de Arreglos Torres de Enfriamiento [1,3-4]
Torres de Circulacin Natural: Atmosfricas. Tiro natural
Torres de Tiro Mecnico Tiro Inducido Tiro Forzado
Otros: Flujo Cruzado
Torres de Circulacin Natural: Atmosfricas.
Se depende de los vientos predominantes para el movimiento del aire
Se utilizan en pequeas instalaciones
7 Torres de Circulacin Natural: Tiro Natural
El flujo de aire necesario se obtiene como resultado de la diferencia de densidades entre el aire ms fro en el exterior y hmedo del interior de la torre.
Utilizan chimeneas de gran altura para lograr el tiro deseado, construidas de cemento reforzado de forma hiperblica.
El aire que sale est tibio y hmedo y al tener contacto con el aire ambiental que est ms fro, una parte de la humedad se condensa, formando una nube de vapor que el viento arrastra.
Son muy usadas en las centrales trmicas
Torres de Tiro Mecnico: Tiro Forzado El aire se fuerza por un ventilador
situado en el fondo de la torre y se descarga por la parte superior.
Presentan problemas de recirculacin de aire caliente y hmedo que es descargado, lo que reduce la efectividad de la torre.
El aire se succiona a travs de la torre mediante un ventilador situado en la parte superior de la torre
Son las usadas ms utilizadas.
Tiro Inducido
Tiro inducido a contracorriente
Tiro inducido a flujo transversal
8 Torres de Tiro Mecnico: Tiro Inducido
En resumen: Componentes de TE1. Equipo Mecnico:
Ventiladores. Motores.
2. Sistema de distribucin de agua del agua En contracorriente se emplea un sistema de distribucin de spray a baja
presin a lo largo de la torre. En flujo cruzado se emplea distribucin por gravedad a travs del empaque.
3. Cabezal de presin a vencer: Bomba.4. Sistema de distribucin de aire:
En contracorriente la resistencia al flujo ascendente del aire por parte de las gotas que caen resulta en una elevada prdida de presin esttica y una mayor potencia del ventilador que en flujo cruzado.
Las torres a flujo cruzado contienen una configuracin del relleno a travs de la cual el aire se mueve horizontalmente a travs del agua que cae.
5. Relleno6. Eliminadores de desviacin.7. Base recolectora del agua fra.
9Otros equipos para humidificacin
Torres de Platos. Tanques de Roco. Estanques de enfriamiento.
DESHUMIDIFICACIN Implica la transferencia de masa y energa de un vapor que se transfiere
desde la fase gaseosa a la fase lquida. Transferencia inversa de la humidificacin.
Fase Lquida
Fase Gaseosa
TL
Ti Tg
YiY
Transferencia de masa
Transferencia de calor sensible
Transferencia de calor latente
Interfase
Aplicaciones:
Deshumidificacin del aire
Condensacin del vapor sin fuente externa de calor
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Torres empacadas.
EQUIPOS Y APLICACIONES DE LA DESHUMIDIFICACIN
Columnas de Lavado.
DISEO DE TORRES DE ENFRIAMIENTO
Dimensiones de la torre: Altura (Z) Dimetro (D)
Qu hacer?1. Balance de Materia y
Energa para obtener Ecuacin de Diseo de la Torre.
2. Balance de Materia y Energa para obtener la Lnea de Operacin.
Desarrollo paso a paso en clases.
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Referencias
[1] PERRY.Manual del Ingeniero Qumico. Tomo III. Mc GrawHill. Mxico. 1992.
[2] COULSON, J; RICHARDSON. Chemical Engineering. Captulo 11. Volumen 1. 1983.
[3] TREYBAL, R. Operaciones de Transferencia de Masa. Captulo 7. Mc Graw Hill. Captulo 7. Mxico. 1988.
[4] FOUST, A. Principios de Operaciones Unitarias. Captulo 17. Continental S.A. Mxico. 1997.
Palabras claves: Torres de enfriamiento/Cooling Tower