Evaluación térmica de una torre de enfriamiento de una planta de tratamiento de aguas industriales de una acería.

Abstract

En la presente investigación se realizó una evaluación térmica de una torre de enfriamiento de tiro inducido a contracorriente a escala industrial, para lo cual se llevó a cabo el levantamiento de la línea base durante el mes de enero del 2019. Se generó un modelo matemático que representa el proceso físico de enfriamiento del agua por evaporación. Las ecuaciones diferenciales ordinarias del modelo se resolvieron por el método de Runge-Kutta de cuarto orden. Con base en las especificaciones de diseño y las diferentes condiciones de operación se efectuaron simulaciones en Matlab, con el objetivo de determinar y comparar la temperatura de salida del agua de la torre de enfriamiento. En la condición de diseño se obtuvo un error relativo del 1.44 %. Para las condiciones de operación actual de la torre se analizaron los perfiles de temperatura del agua y humedad absoluta del aire en donde se observó que el relleno de la torre presenta sobredimensionamiento (caso A). Para las posteriores simulaciones, se recalculó la altura del relleno (caso R). El error relativo máximo que se calculó para el caso A y R fue del 13.07 % y 3.28 %, respectivamente. Se generó una propuesta operacional para obtener temperaturas aproximadas de salida del agua de 19 °C. La temperatura de bulbo seco, temperatura de bulbo húmedo y humedad relativa del aire presentaron una influencia significativa en la eficiencia de la torre de enfriamiento, la cual varió desde un 28.93 % hasta un 44.42 %. El estudio identificó que probablemente existe recirculación de aire saturado en la torre.