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UNEFM. UNIVERSIDAD PARA EL DESARROLLO INTEGRAL DEL ESTADO FALCÓN. APRENDIZAJE DIALÓGICO UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL “FRANCISCO DE MIRANDA” AREA DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENERGÉTICA UNIDAD CURRICULAR: OPERACIONES UNITARIAS III PROFESOR: ING. YOLIMAR FERNÁNDEZ DE JIMÉNEZ
EJERCICIOS DE APLICACIÓN DE HUMIDIFICACIÓN – TORRES DE
ENFRIAMIENTO
Ejemplo n° 1: Una torre de enfriamiento de desplazamiento inducida a contracorriente opera con las temperaturas de entradas y salida de agua de 105 y 85°F respectivamente, cuando el aire tiene unas temperaturas de bulbo seco y de bulbo húmedo respectivamente de 90 y 76°F. La torre tiene un relleno de plástico apilado de 4ft, y las velocidades de flujo son GS= 2000 Lb/h.ft^2 y LS= 2200 Lb/h.ft^2. Determine el número de unidades de transferencia, la altura de la unidad de transferencia con base a la fuerza impulsora de la fase gaseosa global. Solución: A partir de la carta psicrométrica (McCabe) se determina la humedad y el calor húmedo de entrada. Y 0. 017 Lbagua / Lb aire HR 55 % CS 0. 248 Btu / Lb . F
H G 1 cS .( TbS 32 ) . Y HG 1 0. 248 ( 90 32 ) 1075 ( 0. 017 ) HG 1 32. 7 Btu / Lb
LS= 2200 Lb/h.ft^2 TL 2 = 105°F GS= 2000 Lb/h.ft^2 TbS =90°F TbH = 76°F HG 1 TL 1 =85°F HG 2 =?
UNEFM. UNIVERSIDAD PARA EL DESARROLLO INTEGRAL DEL ESTADO FALCÓN. APRENDIZAJE DIALÓGICO La curva de equilibrio para este sistema es la siguiente: Aplicando la ecuación de diseño: LS. C (^) pL . T (^) L 2 TL ! GS . HG 2 HG 1 , donde CPL=1Btu/Lb.°F Despejando a HG2 de la ecuaciónse tiene: H H H Btu Lb G
L C T T
H G G G
S S PL L L G^32.^754.^7 / 2000
1 2 2 2 1 2
Con este valor y los puntos TL2= 105°F, TL1= 85°F y HG1 = 32.7 Btu/Lb se grafican en la figura anterior como los puntos finales de la línea de operación, quedando dibujado de la siguiente manera: 0 20 40 60 80 100 120 140 160 0 20 40 60 80 100 120 140 Entalpía del aire H G^ Btu/Lb Temperatura del agua TL °F 0 20 40 60 80 100 120 140 160 0 50 100 150 Entalpía del aire H G^ Btu/Lb Temperatura del agua TL °F Curva de equilibrio Recta de operación
UNEFM. UNIVERSIDAD PARA EL DESARROLLO INTEGRAL DEL ESTADO FALCÓN. APRENDIZAJE DIALÓGICO A partir de la carta psicrométrica (Treybal) se determina la humedad y la entalpía de entrada: Y 0. 009 Lbagua / Lb aire Calculando la entalpía mediante esta ecuación: H 0. 24 0. 455. Y . T 32 1075. 2. Y H (^) G 1 0. 24 0. 455. 0. 009 ( 70 32 ) 1075. 2 ( 0. 009 ) HG 1 19 Btu / Lb La curva de equilibrio para este sistema es la siguiente: Para obtener Gmin debo hacer lo siguiente en la gráfica: 0 20 40 60 80 100 120 140 160 0 20 40 60 80 100 120 140 Entalpía del aire H G^ Btu/Lb Temperatura del agua TL °F 0 20 40 60 80 100 120 140 160 0 20 40 60 80 100 120 140 Entalpía del aire H G^ Btu/Lb Temperatura del agua TL °F Curva de equilibrio Recta para obtener Gmin
UNEFM. UNIVERSIDAD PARA EL DESARROLLO INTEGRAL DEL ESTADO FALCÓN. APRENDIZAJE DIALÓGICO G Lb h H H
L C T T
G
G G S pL L L 22099 , 45 / 109 , 5 19
min 2 1 2! min
G (^) Op 2 x 22099 , 45 GOp 44198 , 9 Lb / h Despejando a HG2 de la ecuación de diseño: H H H Btu Lb G
L C T T
H G G G
OP S PL L L G^1964 ,^25 / 44198 , 9
1 2 2 2 1 2
Quedando la recta de operación en el grafico así: Para calcular la altura de la torre se tiene la ecuación: Z HTOG. NTOG Como H ft Lb h ft Lb h Kya
G
H TOG S TOG 29
0 20 40 60 80 100 120 140 160 0 20 40 60 80 100 120 140 Entalpía del aire H G^ Btu/Lb Temperatura del agua TL °F Curva de equilibrio Recta de operación
