1. UNIVESIDAD DE SONORA
Departamento de Ingeniería química y metalurgia
Sistema de enfriamiento evaporativo
Alumno: Diana Maria Duarte Flores
Curso: Operaciones unitarias 2
Semestre 2019-1
Profesor: Marco Antonio Núñez Esquer
28 de febrero del 2019
2. Evaluación de almohadillas y formas geométricas para
la construcción del sistema de enfriamiento
evaporativo
Departamento de Ingeniería Agrícola, The Federal University of Technology, Akure,
Nigeria
Departamento de agronomía, Cross River State University of Science and
Technology, Obubra, Nigeria
Publicado por Canadian Center of Science and Education
Vol. 6, No. 6; 22 de mayo de 2012, pp. 45-53
5. Introducción
La mayoría de las publicaciones de investigación sobre enfriamiento por
evaporación provienen de las regiones templadas del mundo cuyas
condiciones climáticas son muy diferentes de las de los países tropicales.
Este estudio se realizó para investigar y evaluar la efectividad de las
almohadillas de enfriamiento potencial (utilizando materiales disponibles
localmente) y las formas para construir sistemas de enfriamiento
evaporativo.
7. Lugar de estudio
Se llevó a cabo un estudio en el
mes de julio y agosto de 1989 en
el departamento de Ingeniería
Agrícola, facultad de Tecnología,
Universidad de Ibadan, Nigeria.
Tabla 1. Promedio diario de temperaturas mínimas y máximas en el
sitio del proyecto, en Ibadan (1986-1988)
MDMIT = Temperatura media mínima diaria, ° C
MDMAT = Temperatura Máxima Diaria, ° C
Fuente: Oficina de Clima, Departamento de Geografía, Universidad de
Ibadan, Ibadan.
8. Materiales
Cobertizo: Se construyó un cobertizo de techo plano (3,5 m x 3,5 m x 1,8 m de
altura). Se utilizaron árboles frondosos, cañas de bambú, hojas y hojas de
palmeras.
Enfriadores evaporativos: Los dos enfriadores tienen igual capacidad de 2.21 x 105
centímetros cúbicos. Cada lado del enfriador de sección hexagonal era de 29,5
cm, mientras que la altura era de 98,0 cm. Sin embargo, el enfriador de sección
transversal cuadrada tiene cada lado medido 47,5 cm y 98,0 de altura.
9. Porta almohadillas: Los soportes para almohadillas se construyeron con madera y
se cubrieron con una malla de alambre de malla de 2 mm y se diseñaron para tener
un grosor de almohadilla de 2,5 cm.
Materiales de la almohadilla:
1) Espuma de látex, utilizada en forma de cubos de 15 mm.
2) Material de yute, preparado a partir de bolsas de yute
3) Carbón vegetal (madera) preparado y utilizado en forma de cubos de 15 mm
4) Virutas de madera de cordia africana tamizadas con un tamiz de prueba de
laboratorio de 850 micrómetros de tamaño de abertura
10. Métodos
Fue necesario determinar algunas propiedades físicas de los materiales de la
almohadilla utilizados en este estudio.
Contenido de humedad: El secado se realizó durante veinticuatro horas,
momento en el que los pesos se mantuvieron constantes con un secado
adicional. La temperatura de secado fue de 100 ° C.
Capacidad de retención de agua: Por definición, es la relación entre la masa de
agua mantenida en saturación y la masa inicial del material.
Densidad de bulto: Las densidades aparentes se determinaron llenando un
contenedor estándar de 40 litros con cada material de la almohadilla
11. Procedimiento de prueba
El enfriador y los accesorios fueron ensamblados y colocados debajo del cobertizo
para determinar la efectividad de los materiales y las eficiencias de los enfriadores.
Antes de comenzar las pruebas cada mañana, las válvulas se abrían de par en par
para que las almohadillas se saturaran adecuadamente en poco tiempo.
Posteriormente, las válvulas se abrieron ligeramente para mantener las almohadillas
en un estado saturado por gotas de agua.
12. Medición de temperatura y humedad
relativa
El rendimiento de las almohadillas de refrigeración y, por lo tanto, el sistema de
refrigeración se basó en la saturación o la eficiencia de refrigeración La eficiencia de
saturación se calculó utilizando el modelo informado por Haris (1987):
Texit = temperatura de bulbo seco de la almohadilla de salida de aire
Tdb = temperatura de bulbo seco del aire que entra en la almohadilla
Twb = temperatura de bulbo húmedo del aire que entra en la almohadilla
13. Velocidad del aire y posición relativa de
los enfriadores
Se utilizó un anemómetro para medir la velocidad del aire cada tres horas durante el
estudio. Se registraron las siguientes velocidades del aire en la superficie de la
almohadilla:
0,69-1,25 m / s para almohadilla de espuma de látex
0.35-1.125 m / s para almohadilla de virutas de madera
0.51-1.37 m / s para almohadillas de yute
0.98-1.45 m / s para almohadillas de carbón
15. Propiedades
físicas de los
materiales
La importancia de la densidad aparente radica en el hecho de
que el peso de un material es directamente proporcional a su
densidad.
Tabla 2. Algunas propiedades físicas de los materiales de la
almohadilla experimental
16. Variación de la temperatura dentro y
fuera de los sistemas de enfriamiento
por evaporación
Figura 1. Variación por hora de la temperatura
del bulbo seco dentro y fuera de los
enfriadores con diferentes materiales de
almohadilla (a) yute, (b) espuma de látex, (c)
virutas de madera, (d) carbón vegetal.
17. Variación de la humedad
relativa (HR) dentro y fuera de
los sistemas de enfriamiento
evaporativo
Figura 2. Variación por hora
de la humedad relativa dentro
y fuera de los refrigeradores
con diferentes materiales de
almohadilla (a) yute, (b)
espuma de látex, (c) virutas
de madera, (d) carbón
vegetal
18. Variación de la caída de temperatura dentro de
los sistemas de enfriamiento evaporativo
Figura 3. Variación por hora de la caída de temperatura dentro de los enfriadores con
diferentes materiales de almohadilla (a) enfriador hexagonal, (b) enfriador cuadrado
19. No hubo diferencia significativa (p <0.05) en la caída de temperatura máxima o
mínima entre los enfriadores de sección transversal hexagonal y cuadrada con el
mismo material de almohadilla.
Tabla 3. Datos de efectividad de los enfriadores evaporativos.
20. Eficiencia de enfriamiento del sistema de
enfriamiento evaporativo
En la Tabla 3 se muestran las eficiencias medias de saturación de los refrigeradores
con las almohadillas probadas en este estudio.
Tabla 3. Datos de efectividad de los enfriadores evaporativos
22. Conclusiones
1) El enfriador de sección transversal hexagonal es más eficiente que el enfriador de
sección transversal cuadrada en términos de eficiencia de saturación, caída de
temperatura máxima y valores de HR elevados.
2) Las caídas de temperatura media máxima obtenidas durante este estudio fueron
6.4 y 6.2 ° C para enfriadores hexagonales y cuadrados, respectivamente. De
manera similar, las eficiencias de saturación media máxima fueron 93.5 y 84.1% para
enfriadores hexagonales y cuadrados, respectivamente.
3) Se estudiaron algunos materiales de la almohadilla local (yute, espuma de látex,
virutas de carbón y madera) y formas (XS hexagonal y XS cuadrada) con el fin de
construir sistemas de enfriamiento evaporativo.
23. 4) La efectividad de las almohadillas en orden decreciente de magnitud es: yute>
espuma de látex> carbón vegetal> virutas de madera.
5) El rendimiento de estas almohadillas se compara favorablemente con las
informadas por otros investigadores en otros lugares.
