Torre de resfriamento

Determinação do Coeficiente de Transferência de Massa (Kya), da Vazão de Ar e da Taxa de Reposição de Água em uma Torre de Resfriamento
1 Curso de Engenharia Química. Universidade do Sul de Santa Catarina. Av. José Acácio Moreira, 787 – Caixa Postal 370 - CEP 88704-900. Tubarão – SC, Brasil. Palavras Chave: Coeficiente de transferência de massa, torre de resfriamento, umidificação.

Introdução As torres de resfriamento são equipamentos utilizados para o resfriamento de água industrial proveniente de vários equipamentos. Numa torre de resfriamento, a principal contribuição para o resfriamento da água é dada pela evaporação de parte dessa água que recircula na torre. A evaporação da água – transferência de massa da fase líquida (água) para a fase gasosa (ar) – causa a redução da temperatura da água que escoa ao longo da torre de resfriamento. Isso ocorre porque a água, para evaporar, precisa de calor latente, e esse calor é retirado da própria água que escoa pela torre. A transferência de massa da água para o ar ocorre porque as duas fases em contato tendem a entrar em equilíbrio. A evaporação de parte da água é responsável por aproximadamente 80% do resfriamento da água. A diferença de temperatura entre o ar e a água é responsável pelos outros 20 % do resfriamento.

Figura 01 – Variáveis envolvidas em uma torre de resfriamento

Fonte: Rosa, 2012.

A figura 01 ilustra uma torre de resfriamento e suas principais variáveis, onde:

L1, L2 - vazão do liquido na base e no topo da coluna [Kg/h];
V1, V2 - vazão de gás que entra e sai na coluna [Kg/h];
V’ - vazão do solvente ou gás seco [kg a.s/h] ;
Y1, Y2 - umidade absoluta do gás na base no topo da coluna [Kg H2O/Kg a.s]
HV1, HV2 - entalpia da fase gasosa efluente e afluente na coluna [Kcal/Kg a.s];
HL1, HL2 - entalpia da fase líquida efluente e afluente na coluna [Kcal/Kg]; q - calor trocado entre a coluna e suas vizinhanças [kcal/h];