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• Pepe Angeles

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1. Elabore una gráfica de entalpia de saturación contra temperatura, para el sistema aire-agua a 585mmHg en el intervalo de temperatura a utilizar en la práctica T(°C) 10 15 20 25 30 35 40 45 50

T(K) 284.15 288.15 293.15 298.15 303.15 308.15 313.15 318.15 323.15

Pas 9.67055034 12.6049552 17.3445254 23.5658512 31.6391241 42.0032494 55.17378 71.7510297 92.4282788

Hs 0.01045541 0.01369783 0.0190057 0.02610902 0.03556496 0.04811627 0.06477473 0.08695736 0.11671903

LEM IV PREVIO TORRES DE ENFRIAMIENTO ANGELES BAZAN JOSÉ FRANCISCO MARÍA DE JESÚS CRuZ ONOFRE

2. ¿Qué variables debe medir para obtener el número de unidades de transferencia? Nto = número de unidades de transferencia -flujo -temperaturas de trabajo (para las entalpias) Hto=altura de la unidad de transferencia -altura de lecho empacado - número de unidades de transferencia} KУ=coeficiente volumétrico de transferencia de masa -temperaturas (para densidad) -velocidad del aire (para la masa velocidad) 3. Describa el procedimiento para determinar Ntoo, Htoo y KУ  Cálculo de NtOG La altura global de la unidad de transferencia se calculó con la ecuación:

𝐻2′

𝑁𝑡𝑂𝐺 = ∫

𝐻1′

𝑑𝐻 ′ 𝐻´2 − 𝐻´1 𝑘𝑌 𝑎𝑍 𝑍 = = = ′ ∗ ′ ∗ (𝐻´ − 𝐻´)𝑎𝑣 𝐻´ − 𝐻 𝐺𝑆 𝐻𝑡𝑂𝐺

Para integrar obtenemos un promedio de fuerza motriz (H´*- H´)av a partir de la distancia vertical entre la curva de equilibrio y la línea de operación. Para obtener H´ a varias temperaturas, se debe tener la ecuación de la línea de operación, para la línea de operación 1 es:

𝐻´ = 3.6889 𝑡𝐿 − 25.564 Una vez que se tiene H´* - H´ se saca un promedio de ellas y se pone en la ecuación anterior.  Cálculo de la altura de la unidad de transferencia, HtG La altura global de la unidad de transferencia, se calcula una vez conocida NtOG con la ecuación: 𝐻𝑡𝑂𝐺 =

𝑍 𝑁𝑡𝑂𝐺

Donde Z es la altura de lecho empacado  Cálculo del coeficiente volumétrico de transferencia de masa, KYa El coeficiente volumétrico de transferencia de masa para la primera corrida, se calcula con la ecuación: 𝐾𝑌 𝑎𝑍 𝑁𝑡𝑂𝐺 = 𝐺´𝑆 Primero se debe calcular G´S de la siguiente manera: 𝐺´𝑆 = 𝜌𝑎𝑖𝑟𝑒 𝑣 Para sacar la masa velocidad se debe calcular la densidad del fluido en la temperatura de trabajo y la velocidad del aire. 4. Un par de términos comúnmente utilizados en torres de enfriamiento son “rango” de temperatura del líquido y “acercamiento” al bulbo húmedo. Investigue a que se refieren estos términos y muestre un diagrama entalpia contra temperatura (como el de la figura 1) la importancia de estos en la determinación de la altura de una torre de enfriamiento. El rango es la temperatura del agua fría que se puede alcanzar en un caso extremo. Ésta coincide con la temperatura de bulbo húmedo (Tf) del aire ambiente. El aire se puede humectar mediante la evaporación de agua hasta alcanzar el estado de saturación. Si el agua que se debe evaporar tiene ya la temperatura del aire, sólo se requiere para su evaporación calor latente que se extrae del aire. Así se tiene un cambio de estado a entalpía constante, hasta alcanzar la presión de saturación (punto de intersección con la línea de saturación). La temperatura de ese punto de intersección se denomina en la técnica de climatización “temperatura de bulbo húmedo”, “temperatura húmeda” o “límite de enfriamiento”. En el estado de saturación del aire, la temperatura de bulbo húmedo es igual a la temperatura de bulbo seco. El acercamiento a la temperatura de bulbo húmedo (a) es la diferencia entre la temperatura del agua fría en la salida de la torre de refrigeración (Tw2) y la temperatura límite de enfriamiento o temperatura de bulbo húmedo del aire (Tf1). Cada torre de refrigeración tiene su propio acercamiento ya que este valor caracteriza su funcionamiento (a= Tw2- Tf1).

La importancia de este diagrama es que se necesita para el cálculo del promedio de fuerza motriz el cual se considera en la ecuación de la altura global de la unidad de transferencia. 5. Elabore un diagrama de flujo de la torre de enfriamiento instalada en el laboratorio

6. elabore un plan de trabajo en el cual se incluya un diseño experimental para resolver el problema planteado en la práctica. Interpretar los resultados experimentales en función de las condiciones de operación y las características de la torre de enfriamiento. Aplicar los conocimientos y métodos de cálculo de transferencia simultánea de masa y calor en torres de enfriamiento. Reporte para analizar el efecto de las variables independientes. Bibliografía 

ROBERT E. TREYBAL. Operaciones de transferencia de masa. 2a ed. México, Ed. McGraw-Hill, 1988.