Principios Fundamentales de Termodinámica y Combustión: Mezcla de Aire Húmedo, Torres de Refrigeración y Parámetros Clave

Mezcla de Dos Corrientes de Aire Húmedo

Cuando dos corrientes de aire en dos estados diferentes, 1 y 2, se mezclan adiabáticamente, el estado de mezcla final, 3, estará sobre la línea que conecta a los dos estados 1 y 2 en la carta psicrométrica.

Balances de masa y aire seco en estados estacionarios son: ṁv1 = wṁa1

Torre de Refrigeración

Las torres de refrigeración son sistemas mecánicos destinados a enfriar masas de agua en procesos que requieren una disipación de calor. El agua caliente a refrigerar que entra en 1 se pulveriza en lo alto de la torre. El agua que cae pasa a través de un conjunto de deflectores cuyo objetivo es mantenerla dispersa en gotas finas para facilitar la evaporación. En el punto 3 entra aire atmosférico que es aspirado hacia arriba por el ventilador y circula en sentido opuesto al de las gotas de agua que caen. Al interaccionar dichas corrientes, una pequeña fracción de agua se evapora en el aire húmedo, que sale en 4 con mayor humedad específica que la que tenía al entrar en 3. La energía necesaria para la evaporación procede principalmente del agua que no se evapora, con el resultado de que el agua que sale en 2 se encuentra a menor temperatura que la que entra en 1. Puesto que parte del agua entrante se evapora, una cantidad equivalente de agua de reposición se añade en 5 de manera que el caudal de agua que retorna es el mismo que el caudal de agua caliente que entra en 1.

Conceptos Clave en Combustión

Relación Aire-Combustible

Número que expresa la cantidad, en masa o volumen, de aire aspirado por un motor de combustión para una cantidad unitaria de combustible. Este valor depende del combustible, del motor, regulación y carburación. El valor ideal corresponde a la relación estequiométrica entre las masas de las sustancias que componen la reacción.

Dosado Relativo

Es la expresión que divide el dosado estequiométrico, donde el dosado es la relación combustible-aire utilizada en la combustión.

Poder Comburívoro

Cantidad de aire seco mínima, medida en condiciones normales (T=0°C y P=1 atm), necesaria para la combustión completa y estequiométrica de la unidad de combustible.

Poder Fumígeno

Cantidad de productos de combustión para que se produzca una combustión neutra o estequiométrica.

Límites de Inflamabilidad

Límites de concentración superior e inferior de un gas inflamable, sobre o debajo de las cuales no ocurre la propagación de la llama en contacto con una fuente de ignición.