Archive for the ‘Humidificación y Deshumidificación’ Category

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Modo de Operación de una Columna de Enfriamiento

noviembre 11, 2009

Esta operación unitaria tiene como objetivo humedecer o deshumedecer el aire y también podemos utilizarla para enfriar agua.

La humidificación de aire se consigue al poner en contacto el aire seco, a una temperatura tal que el aire aumente su contenido en humedad.

La deshumidificación por el contrario se conseguirá poniendo en contacto aire húmedo con un líquido más frío, de tal manera que la temperatura del gas disminuya por debajo del punto de rocío y condense el agua, disminuyendo así la humedad absoluta del aire hasta el calor deseado. El aire puede posteriormente calentarse hasta una temperatura tal que su humedad relativa tenga el valor deseado.

El enfriamiento de agua puede que sea la faceta industrialmente hablando más importante de esta operación unitaria de humidificación. El agua caliente procedente de la refrigeración de las unidades de una planta puede enfriarse y reutilizarse con este método.

Para explicar como funciona esta operación, vamos a explicar como trabaja una columna de enfriamiento industrial a grandes rasgos.

 Generalmente la fase líquida es el agua, y la fase gas el aire.

El proceso que tiene lugar en la operación de humidificación es el siguiente:

1.- La corriente de agua (pulverizada) caliente entra por la parte superior de la columna de enfriamiento y se pone en contacto con una de aire seco o de bajo contenido en humedad, normalmente aire atmosférico, que entra por la parte inferior de la torre.

La columna es su interior tiene una serie de persianas o superficies de contacto optimizando así la transferencia de materia y calor.

2.- Parte del agua pulverizada se evapora, enfriándose así la interfase.

3.- El líquido cede entonces calor a la interfase, y por lo tanto se enfría.

4.- A su vez, el agua evaporada en la interfase se transfiere al aire, por lo que este se humidifica.

5.- Finalmente el agua fría sale por abajo y el vapor de agua o aire húmedo sale por la parte posterior de la torre. Decir que la corriente de agua fría deberá de ser repuesta, ya que parte de esta se fue en forma de vapor con el aire(a razón de un 10% del caudal).

La humidificación generalmente trabaja en régimen estacionario, por lo que transcurre de forma continua, donde el flujo es a contracorriente optimizando así la eficiencia y rendimiento y el contacto entre fases es directo.

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Variables y Diseño de la Humidificación

noviembre 11, 2009

Debemos tener en cuenta una serie de variables como el caudal másico de líquido, el caudal másico de gas, la humedad del gas, la temperatura del líquido, la temperatura del gas, el calor transferido a la columna desde el exterior, la altura de la columna y la sección transversal de la torre.

Respecto al diseño, aparte de los balances de materia y energía, debemos considerar el llamado diagrama psicometrico que simplemente representa la temperatura frente a la humedad absoluta y se obtiene la humedad relativa.

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Aplicación Industrial de la Op. Humidificación.

noviembre 7, 2009

Esta operación la encontramos en las centrales nucleares. Aquí, para bajar la temperatura  del agua proveniente del reactor (que es muy elevada), esta se pasa por una torre de enfriamiento con una corriente de aire frío y se vuelve a recircular el agua. El humo blanco que vemos salir de estas gigantescas torres tan características de una central nuclear es simplemente vapor de agua. Con este método conseguimos bajar la temperatura de la central de una forma económica y fácil.

Existen multitud de procesos químicos donde se encuentra esta operación, por no decir prácticamente en todos. El aire lo obtenemos de manera gratuita y tan solo nos hace falta una torre y un ventilador.

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Central Nuclear de Cofrentes (Valencia)

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Equipos a Escala Industrial de Humidificación

octubre 29, 2009

Los equipos que utilizamos en la Industria para llevar a cabo la Humidificación son las llamadas Torres de Enfriamiento.

Estas torres consta de una serie de persianas y pulverizadores con el fin de que la corriente de agua se divida en pequeñas gotas, formando una especie de lluvia dentro del equipo, mojándolo por completo y favoreciendo así el optimización de la transferencia de calor y materia.

Podemos clasificarlas en tres tipos, según el modo de introducir el aire a la torre:

1. Tiro Forzado: El ventilador se encuentra instalado en la parte inferior de la torre, por lo que el aire es empujado para que fluya a través de ella. Trabaja en un modo de operación a contracorriente.

 Tiro Forzado

 

2. Tiro Inducido: El ventilador se encuentra en la parte superior de la torre, con lo cual el aire es succionado para que pase a través de la misma. También trabaja en contracorriente.

 Tiro Inducido

 

3. Tiro Natural: No existe ventilador y el flujo de aire es consecuencia únicamente de la convección natural.

tiro natural

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Humidificación (Introducción y Definición)

octubre 28, 2009

¿Nunca os habéis preguntado como funcionan los aparatos de aire acondicionado que normalmente utilizamos en casa? ¿Cómo se acondiciona el aire, que propiedades le dan o le quitan?

El acondicionamiento de aire o humidificación es la operación unitaria que tiene como objetivo modificar las condiciones de humedad y temperatura de una corriente de aire, por interacción con una corriente de agua. Se transfiere agua y energía calorífica de una a otra corriente.

Mediante la esta operación, el aire cambia de temperatura(por lo que debemos presuponer que una de las propiedades extensivas fundamentales de esta operación es la transferencia de energía en forma de calor), pero también (como el propio nombre de esta operación nos indica) humedecemos o deshumedecemos el aire, es decir, añadimos o retiramos agua (por lo que tenemos la otra propiedad extensiva fundamental, la transferencia de materia).

La mayoría de las veces que utilicemos estos conceptos de humidificación o deshumidificación será para referirnos a aire y agua.

Se podría decir que ocurre un cambio de materia y de energía a la vez, ya que existe pérdida o ganancia de calor (energía) en el agua , pero también un cambio de materia porque lo que entra es aire, pero lo que sale es vapor de agua(aire húmedo) o viceversa.

Por ejemplo, en los típicos aparatos que tenemos en casa se produce una deshumidificación, ya que retiran el vapor de agua del aire y aparte pues también lo cambian de temperatura.

En la Industria, siempre que queramos eliminar fácilmente calor de una corriente de flujo (enfriarla), nos será más facil utilizar está operación de humidificación (si no nos importa que este calor se pierda) y no otra, como por ejemplo un intercambiador.

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