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jair-martinez
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7/25/2019 Examen Torre de Enfriamiento (Operaciones Unitarias)
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Una planta petroqumica cuenta con una torre de enfriamiento de tiro inducido de 7.22m de altura, para enfriar agua de 45C hasta 29C, utilizando aire a una temperatura de
bulbo seco de 30C y 24Cde bulbo hmedo. Se sabe que la seccin de paso es de 5.5
m
2
, y solo existe resistencia a la transferencia de masa y calor en la fase gas. Adems,de acuerdo con el tipo de empaque con que cuenta la torre se tiene un coeficiente
volumtrico promedio cuyo valor es, KYa = 3240 kg/ h m3Y*. Determine para un
flujo de aire de 1.5 veces el mnimoy una atmsfera , lo siguiente:
a) El flujo de agua que es posible enfriar.b) Estime la capacidad del ventiladorc) S el acercamiento se redujera a 3C cual sera la temperatura de salida del
agua.
Solucion del problema 1 tipo B
2
1
tG2 tL2 45:= C Datos
Y2 PT 760:= mmHg
cPL 1:= Z 7.22:= m
Gas 1.5 Gasmin:= GasminS 5.5:= m
2
Kya 3240:=Kg
hm3Y
tG1 30:= CtL1 29:= C
tw1 24:= CDe Tablas w:
Constantes de Antoine: (mmHg, C, log) Para: tw1 24= C w1 584.34753:=
Kcal
kgA 7.96687:= B 1668.21:= C 228:=
pw1 10
AB
C tw1+
:= pw1 22.23254= mmH
Yw118
28.82
pw1
PT pw1:= Yw1 0.01882=
kgva
kgas
Y1 tG1 tw11
0.227Yw1 Y1( ) w1= solve Y1, 0.01649042858358470226:= Y1 0.01649=
H1 0.24 .45 Y1+( ) tG1 597.2 Y1+:= H1 17.2707= Kcalkg
Q Gas H2 H1( ) Gasmin H2max H1( )=:= Gas
H2max 50:=Kcal
kgDe la carta psicromtrica Y vs tG para PT 760= mmHg
7/25/2019 Examen Torre de Enfriamiento (Operaciones Unitarias)
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H2 Gas H2 H1( ) Gasmin H2max H1( )= solve H2, 39.090234911998392557:=
H2 39.09023=Kcal
kgResolviendo el sistema mediante la media logaritmica para obtener NUTG, se tiene
z AUTG NUTG:= AUTG o z AUTG NUTG_ML:= AUTG
donde AUTG
Gas
S KYa:=
GasNUTG
H1
H2
H1
Hs H
d:=Hs
De la grfica Haire vs tL Aplicando la media logaritmica para integrar NUTG_MLHs1 23:= Kcal
kgHs2 51:= NUTG_ML
H2 H1
Hs2 H2( ) Hs1 H1( )
ln
Hs2
H2
( )Hs1 H1( )
:=
NUTG_ML 2.58343=
tL1,C= 29 H1, kcal/kg= 17.2709
tL2,C= 45 H2, kcal/kg= 39.09023
increm, htL= 2.667
increm, hH= 3.637
Tabla 1. Tabla de valores de la Integracin por Simpson 1/3i tL, C H H* 1/(H*-H) factor par o im p y
1 29.0000 17.2709 23 0.1745 0.1745
2 31.6667 20.9075 26 0.1964 4 0.7855
3 34.3333 24.5440 30 0.1833 2 0.3666
4 37.0000 28.1806 34 0.1718 4 0.6874
5 39.6667 31.8171 38.5 0.1496 2 0.2993
6 42.3333 35.4537 44.2 0.1143 4 0.4573
7 45.0000 39.0902 51 0.0840 0.0840
sum y= 2.8545
I=NUTG 3.46018535 se integr respecto a la entalpa
I=NUD 2.53733573 se integr respecto a la temperatura
DAR EL VALOR DE LA INTEGRACION:
NUTG 3.4601:=
Gas ZGas
S KyaNUTG= solve Gas, 37184.012022773908269:= Gas 37184.01202=
kg
h
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L Gas H2 H1( ) L2 cPL tL2 tL1( )= solve L2, 50708.604524736352068:=
L 50708.60452=kg
hClculo de la capacidad del ventilador:
L
L
S:= L 9219.74628= kg
hm2De la grfica tG2 tG2 39.8:= C
Y2 H2 0.24 .45 Y2+( ) tG2 597.2 Y2+= solve Y2, 0.048021061130526885528:=
VH21
28.82
Y2
18+
0.08205
tG2 273.15+
PT
760
:=VH2 0.95947=
m3
kg
Gv2Gas
VH2
:=
Gv2 38754.89153=m
3
hTA Gas Y2 Y1( ):= TA 1172.43542=
Kg
h
%agua_vapTA 100
L:= %agua_vap 2.3121= %
Si el acercamiento se redujera a 3C cual sera la te mperatura de salida del agua
tL1 3 tL1 tw1= solve tL1, 27:= C
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