torre enfriamiento - ALINE CARRILLO

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“Estudio en la duda, acción en la fe” 
PRESENTAN: 
Karla Georgina Bernal Campos 
Aline Michelle Carrillo Torres 
Hebert García López 
Luis G. Antonio Rodríguez 
Jhojan Jesús Vega Jiménez 
 
MATERIA: 
Transferencia de masa 
 
PROFESOR: 
Dr. David Guerrero Zarate 
 
FECHA DE ENTREGA: 
16/06/2022 
 
UNIVERSIDAD JUÁREZ AUTÓNOMA DE 
TABASCO 
DIVISIÓN ACADÉMICA MULTIDISCIPLINARIA 
DE JALPA DE MÉNDEZ 
INTRODUCCIÓN 
Las torres de enfriamiento son un sistema que se encuentra en las empresas del 
sector industrial donde se requiere generación de energía, independiente de cada 
necesidad. 
Las torres enfrían el agua de proceso que ha pasado de una caldera a una turbina 
a un condensador, dejando claro que las torres de enfriamiento no condensan, este 
sistema trabaja en la transferencia de masa y calor 
Entre el aire y el agua de manera directa, es decir haciendo mezcla para poder así 
bajar la temperatura del agua de proceso y volver a utilizarla. 
Hay varios tipos de torres de enfriamiento dependiendo de la necesidad y 
condiciones ambientales. Todas las torres de enfriamiento se pueden analizar de 
forma general, ya que por su diseño no es que cambie significativamente, con este 
trabajo analizaremos un tipo de torre de enfriamiento de tiro forzado la cual será 
propuesta por el equipo en la localidad del municipio de Cunduacán, Tabasco. 
 
 
 
Diseño de torre de enfriamiento, Cunduacán. 
Decidimos escoger el municipio de Cunduacán debido a que en comparación de las 
condiciones atmosféricas de otros municipios, tales como temperatura y presión, 
cuyas permanecen constantes la mayor parte del año, este tiene unas capacidades 
más favorables para que no ocurran hecatombes o desequilibrios en la supuesta 
realización de nuestra torre y además, que no afecte de manera negativa el proceso; 
a parte, su ubicación geográfica es altamente próspero para la localización de un 
equipo como este, ya que no hay plantas de procesos que puedan ser peligrosas a 
la cercanía. 
Obtención de la temperatura del bulbo húmedo 
Recopilamos la información de la temperatura anual en Cunduacán, Tabasco, de la 
página “weather spark” en el lapso del 2020 al 2021, ya que son los últimos meses 
del año completo que podemos tomar de referencia, a continuación se muestra todo 
el movimiento y promedio mensual de su temperatura (imagen 1) y humedad 
(imagen 2). 
 
Imagen 1 Resumen anual clima, Cunduacán 
 
Imagen 2 Humedad anual, Cunduacán 
La temporada calurosa dura 4.5 meses, del 22 de abril al 6 de septiembre, y la 
temperatura máxima promedio diaria es más de 32 °C. El mes más cálido del año 
en Cunduacán es junio, con una temperatura máxima promedio de 33 °C y mínima 
de 25 °C. 
La temporada fresca dura 2.5 meses, del 2 de diciembre al 17 de febrero, y la 
temperatura máxima promedio diaria es menos de 28 °C. El mes más frío del año 
en Cunduacán es enero, con una temperatura mínima promedio de 20 °C y máxima 
de 27 °C. 
A continuación veremos una comparativa de las temperaturas máximas y minimas 
que presenta el municipio mensualmente. 
 
 
Imagen 3 Comportamientos máximos y mínimos de temperatura anual en Cunduacán, Tabasco 
Como pudimos apreciar, el rango de entre las temperaturas máximas y mínimas de 
Cunduacán, Tabasco no presentan una variación significativa, por lo que podemos 
concluir que la temperatura puede ser constante sin importar que haya aumento o 
descenso de esta, ya que no hay una gran diferencia entre estas; en base a los 
datos que pudimos analizar, Cunduacán, como fue especificado con anterioridad, 
cumple con requerimientos de temperatura óptimos para poder evitar catástrofes, 
teniendo una temperatura promedio de 26.7°C y una humedad promedio de 73.8%. 
Ahora, definimos mensualmente cada parámetro de temperatura y humedad para 
poder analizar cómo sería su desarrollo estudiándolos en comparativa y estos 
fueron los resultados siguientes: 
 Ener Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic 
Temperatur
a Promedio 
23°C 24°
C 
25°C 27°
C 
28°
C 
28°
C 
28°
C 
28°C 28°
C 
27°
C 
25°
C 
24°
C 
Humedad 
Promedio 
88% 83% 77% 68% 67% 79% 79% 83% 87% 87% 88% 88% 
Tabla 1- Humedad y Temperatura anual, Cunduacán, Tabasco 2020-2021 
 
 
Gráfico 1-Promedio de humedad y temperatura anual de Cunduacán, Tabasco 
Con la carta psicométrica (imagen 4) pudimos obtener: 
• Temperatura del bulbo húmedo: 21°C 
• Contenido de humedad en aire seco: 12.8
𝑔
𝐾𝑔
 
 
Imagen 4- Carta psicométrica 
En base a los datos que obtuvimos, procederemos a seleccionar datos que se 
adapten a la humedad que puede presentar nuestro bulbo húmedo, y además, a las 
temperaturas climatológicas, por lo cual, decidimos que la salida de nuestra torre 
88%
83%
77%
68%
67% 79% 79% 83% 87%
87%
88%
88%
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Enr Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic
PROMEDIO ANUAL
será de 28°C, ya que aunque las temperaturas son mucho más bajas que 28°C o 
sea 20°C, preferimos mantenernos a este rango por las condiciones habituales del 
clima en la localidad seleccionada (26.7°C) para que no haya un cambio rotundo 
que pueda ocasionar sucesos perjudiciales. 
Obtención de KaV/L y relación L/G 
 
Imagen 5- Gráfico para obtener KaV/L y L/G. 
 
En base al monograma pudimos estimar valores relativos para KaV/L de 1.1 y 0.1 
para L/G. 
Área de sección transversal 
 
Imagen 6. Nomograma para obtención de la concentración de agua. 
 
Se obtuvo un valor de 2.0 gal/(min)(ft2) para la concentración de agua. 
Se prosigue a realizar una conversión de unidades para el caudal de entrada: 
35000𝑘𝑔
𝑠
∗
1 𝑚3
997𝑘𝑔
∗
264.17𝑔𝑎𝑙
𝑚3
∗
60𝑠
𝑚𝑖𝑛
= 556426.278
𝑔𝑎𝑙
𝑚𝑖𝑛
 
 
Aplicamos la fórmula para encontrar el área transversal: 
𝐴 =
𝑄
𝐶
 
𝐴 =
556426.278 𝑔𝑎𝑙/𝑚𝑖𝑛
2 𝑔𝑎𝑙/𝑚𝑖𝑛𝑓𝑡2
= 278213.139𝑓𝑡2 
 
 
 
 
 
Obtención de requerimientos de potencia 
Al realizar el diseño para un porcentaje de rendimiento de la torre estándar al 90%, 
se obtiene una potencia (ℎ𝑝/𝑓𝑡2) de la superficie de la torre de 0.030. 
 
Imagen 7. Nomograma para la obtención de hp requerido por el diseño. 
 
Para obtener la potencia requerida del ventilador es necesario multiplicar la 
potencia requerida por cada 𝑓𝑡2 del área obtenida anteriormente. 
 
Potencia del ventilador = (área de sección transversal) (Potencia requerida por 
cada 𝑓𝑡2) 
 
Potencia del ventilador = 278213.139𝑓𝑡2(0.030 ℎ𝑝/𝑓𝑡2) 
 
Potencia del ventilador = 278213.139𝑓𝑡2(0.030 ℎ𝑝/𝑓𝑡2) = 8346.39 hp. 
 
 
 
 
 
Agua de reposición 
 
ωe (agua evaporada) = 0.00085 (35,000) (95-82.4) = 374.85 kg/s 
ωd (agua derivada) = 0.015 (35,000) = 525 kg/s 
ωb (agua purgado) = 
374.85
3−1
= 187.425
𝑘𝑔
𝑠
 
ωm = ωe + ωd + ωb = 374.85 + 525 + 187.425 = 1087.275 kg/s 
Se obtuvo un agua de reposición de 1087.275 kg/s. 
 
 
BIBLIOGRAFÍA 
https://es.weatherspark.com/y/10087/Clima-promedio-en-Cunduac%C3%A1n-
M%C3%A9xico-durante-todo-el-a%C3%B1o 
https://www.yamathosupply.com/blogs/news/calculos-basicos-para-torres-de-
enfriamiento#:~:text=%2D%20Las%20p%C3%A9rdidas%20por%20evaporaci%C3
%B3n%20pueden,de%20la%20velocidad%20de%20recirculaci%C3%B3n. 
 
https://es.weatherspark.com/y/10087/Clima-promedio-en-Cunduac%C3%A1n-M%C3%A9xico-durante-todo-el-a%C3%B1o
https://es.weatherspark.com/y/10087/Clima-promedio-en-Cunduac%C3%A1n-M%C3%A9xico-durante-todo-el-a%C3%B1o