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• Roger Fiel Vega Toscano

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PROBLEMA 8 El agua empleada en un proceso de refrigeración sale del refrigerante a 40 °C y ha de enfriarse hasta 25 °C en una torre de enfriamiento de agua, con cuerpos de relleno, para poder emplearla nuevamente en el proceso de refrigeración. Para su enfriamiento se introduce por la cúspide de la torre a razón de 5 m 3/h, y su velocidad másica a lo largo de la misma no ha de exceder de 6000 kg/h·m 2 (referida el área a la sección vacía de la torre), entrando el aire por el fondo con un caudal 2,45 veces superior al mínimo, a 25 °C y con una temperatura de bulbo húmedo de 15 °C. Para el tipo de relleno empleado en las condiciones de operación el valor del coeficiente KYa es 2600 kg/m3•h. Determínese: a) Sección de la torre. b) Altura de una unidad global de transmisión. c) Número de elementos globales de transmisión. d) Altura de la torre.

SOLUCIÓN: Datos: Qagua  5 m 3 / h t L 2  40 C t L 1  25 C

L'2  L'  6000 kg agua / h·m 2 G'S  2.45G'Smin tG 1  25 C

t w 1  15 C

KY a  2600 kg / m 3 ·h C A,L  4187 J / kg C

agua  1000 kg / m 3 Cálculos: a)

L2  Qagua agua

L2  5000 kg agua / h

A

L2 L'2

A  0.83 m 2

b) de la carta de humedad Y '1  0.00652 kg agua / kg aire sec o

H '1   1005  1884Y '1  tG1  2502300Y '1 H '1  41747 J / kg aire sec o

Del grafico H '2 max  165914 J / kg aire sec o

G' S min 

t

L2

 t L1



 H'2 max  H'1 

L'  C A,L

G'S min  3034.86 kg aire sec o / h·m 2 G'S  2.45G'Smin

G'S  7435.41 kg aire sec o / h·m 2 H tOG 

GS KY a

H tOG  2.86 m

c)

H'2 

L' C A,L G'S

t

L2



 t L1  H'1

H '2  92427 J / kg aire sec o

180000 170000 160000 150000 140000

H', J/kg AS

130000 120000 110000 100000

90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20

25

30

35

tL, °C

40

45

H'

H'*

1/(H'*-H')

41747

76560

2.872E-05

46815

83132

2.754E-05

51883

90108

2.616E-05

56951

97523

2.465E-05

62019

105417

2.304E-05

67087

113838

2.139E-05

72155

122837

1.973E-05

77223

132476

1.81E-05

82291

142819

1.652E-05

87359

153939

1.502E-05

92427

165913

1.361E-05

0,000035 0,00003

1/(H'*-H')

0,000025 0,00002 0,000015 0,00001 0,000005 0 30000

40000

50000

60000

70000 H'

80000

90000

100000

N tOG  

H'2 H'1

dH'  area H'*  H'

N tOG  2.25

d)

Z  H tOG N tOG Z  3.09 m