Engenharia de Processos

1) Introdução: A maioria dos sistemas de refrigeração tem como principal característica rejeitar calor para a atmosfera. Embora existam aplicações onde o calor rejeitado de um dado ciclo é reaproveitado para aquecer outras correntes do processo, como por exemplo, os trocadores de calor integrados, ainda assim é muito comum o rejeito de calor para o ar ambiente. Existem vários equipamentos projetados para tal finalidade, entre eles pode-se citar “air-cooled condenser”, torres de resfriamento, entre outros. Neste trabalho será utilizada, somente, torre de resfriamento. Em uma torre de resfriamento a água é resfriada devido ao contato direto desta com o ar e, também, devido à sua evaporação. Na torre a água é injetada através de bocais de pequeno diâmetro, permitindo assim a entrada desta na forma de pequenas gotículas, isto é feito com o intuito de obter uma maior área de contato para a transferência de calor, e esta ainda cai sobre superfícies que estão lá presentes com a finalidade de aumentar o tempo de contato entre a água e o ar, ajudando assim a maximizar a transferência de calor entre eles. O ar pode ser lançado para o interior da torre tanto por convecção natural, quanto por convecção forçada. As primeiras são geralmente construídas de concreto e possuem grandes tamanhos podendo alcançar de 50 a 100 m de altura e, geralmente, são utilizadas em grandes plantas industrias, quando uma alta vazão de água é requerida, normalmente uma vazão maior do que 760000 L/min. Este tipo de torre é geralmente utilizado por estações de energia nos Estados Unidos da América. Já as torres de resfriamento que utilizam a convecção forçada são bem mais comuns. Estas utilizam grandes ventiladores no seu topo com o intuito forçar a entrada do ar. Na torre o ar poderá correr tanto na direção vertical ao solo e no sentido ascendente, caracterizando um fluxo em contra corrente, quanto na direção horizontal ao solo, caracterizando um fluxo em corrente cruzada. Conforme ilustrado na