1Universidad de Los AndesFacultad de IngenieraEscuela de Ingeniera QumicaDpto. de Operaciones Unitarias y Proyectos

EQUIPOS UTILIZADOS EN HUMIDIFICACIN

Prof. Yoana Castillo

yoanacastillo@ula.ve

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