V 32 N 69 FA

PERAZA GONZÁLEZ, E.E., MONTAÑEZ JURE, P.J., REYES SOSA, C.F., RODRÍGUEZ GIL, L.A., PACHECO MEDINA, C.E., CANTO CÓRDOVA, Y., TAMAYO
GUZMÁN, Z., SOSA DOMÍNGUEZ, L. Y BARBUDO EUÁN, B.
En cualquier plano, desde el punto más alto al más bajo, de la torre En base a estas ecuaciones, Mickley desarrolló un
de enfriamiento, se observa un flujo de calor neto del líquido hacia procedimiento grafico que relaciona T V, H V, T L, de la
la fase gaseosa.
siguiente manera:
Esto puede expresarse como:
í ó ó
1 2
3
Se observa que en la parte superior de la torre, donde el agua
está más caliente, ambos términos, calor por convección y
calor de vaporización, fluyen hacia el gas.
A medida que el líquido se enfría, el gradiente de temperatura
de la interfase, respecto a la temperatura global del gas,
puede invertirse y fluye calor por convección en sentido
inverso, del gas al líquido. Pero siempre el flujo neto de calor
será en el sentido del líquido al gas.
Para llegar al modelo matemático utilizado describiremos
cada flujo de calor :
í
. . . − . .1
donde T L y T i son : la temperatura global de la fase líquida y
la temperatura interfacial respectivamente.
ó
. . . − . .2
donde T V y T i son : la temperatura global de la fase gas y la
temperatura interfacial respectivamente.
ó
. . . −. .3
donde Yi, Y son las concentraciones molares de agua en el
gas en la interfase y la masa global del gas, expresadas como
relacion ( kgmol agua/1 kgmol de aire inerte ), y recordando
que:
k Ya = k G P y además h Ga = M B.k Ya . Cs ( Relación de Lewis)
Dividiendo las ( ec. 2) / ( ec. 4)
Simplificando:
hc a .−
ky a. −
.
. . −
−
Pero, por la Relación de Lewis:
Obtenemos la(Ec 5 ) :
.. 1 , y entonces:
−
− ≈ ∆
∆
Esta expresión nos da la razón del cambio de la
Temperatura del aire húmedo, TV, respecto de su entalpía
HV, en función de las temperaturas y entalpías de la fase
global y la interfase en el mismo plano.
Con esto, ya disponemos del procedimiento para trazar en el
diagrama T v.s. H Y, el perfil de temperaturas del gas
húmedo a lo largo de toda la altura de la columna.
La línea de saturación o relación de equilibrio: Existe
equilibrio entre agua líquida y aire húmedo sólo cuando la
presión de vapor de agua pura es igual a la presión parcial del
agua en la fase gaseosa.
Línea de operación: la línea de operación relaciona las
propiedades temperaturas, entalpías, humedades y las
condiciones de equilibrio de la capa límite en el mismo plano
transversal de la torre de enfriamiento.
La columna de enfriamiento puede representarse como :
entonces:
G’ dH V = h Ga .(T i - T V).dZ + h fg.k Ga.P.M B.(Hi-H).dZ
factorizando entre kya y reagrupando :
G’dH V = k Ya.{(C S.T i + h fg . Hi) - (C S.T V + h fg . H )},
pero los términos entre paréntesis son , precisamente, la
entalpía del gas en la interfase y la entalpía del gas en la fase
gaseosa global, de manera que :
G’dH V = k Ya.( H i - H V).dZ ( ec. 4)
Figura 3. Diagrama esquemático de una columna de enfriamiento
122 REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN. INSTITUTO TECNOLÓGICO MÉRIDA Vol. 32 NÚM. 69