Problemas relacionados con el consumo de agua de enfriamiento y la temperatura de salida del agua de enfriamiento
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Intercambiador de calor de tipo carcasa, que utiliza agua de refrigeración a 32 °C para enfriar aire comprimido a una tasa de 300 Nm3/min (presión de operación de 0,7 MPaG). Se requiere que la temperatura del aire baje de 140 °C a 40 °C. Es necesario calcular la cantidad de agua de refrigeración necesaria. Mi pregunta es: no se indica la temperatura de salida del agua de enfriamiento. ¿O cómo se determina, en general, esa temperatura? ¿Proceso especificado? Aquí no tenemos especificaciones de proceso. . ¿O es que, al utilizarlo en una fábrica en particular, toda la fábrica tiene valores establecidos para la temperatura del agua de retorno del sistema de refrigeración y para la caída de presión? Si la fábrica tiene una temperatura de retorno establecida, es más sencillo. ¿Y si no es así? Es decir, ¿cómo se determina el valor de la temperatura de salida del agua de enfriamiento en general? La temperatura de salida del agua de enfriamiento se determina mediante el balance de calor; así, el consumo de agua de enfriamiento puede calcularse fácilmente. P.D.: Las preguntas son un poco desordenadas, por favor perdónenme.
El aumento de temperatura del agua de enfriamiento se diseña generalmente en 8 grados.
¿Esta aumento de temperatura está relacionado con la entrada de agua de enfriamiento? Por ejemplo, si el agua de entrada para enfriamiento es de 22 °C, ¿la temperatura de salida sigue siendo de un aumento de 8 °C? ¿En qué se basa este aumento de temperatura de unos 8 °C? ¿Por qué no 12 u otro número?
Este es un cálculo completo de intercambio de calor. La información que has presentado y las preguntas que has planteado son, de hecho, bastante confusas. Una vez que el aire comprimido se ha enfriado a 40 grados, la temperatura de salida del agua de refrigeración depende de si el fluido frío (el agua de refrigeración) y el fluido caliente (el aire comprimido) fluyen en dirección contraria o en la misma dirección. En teoría, si el flujo es a favor de la corriente, la temperatura de salida del agua de enfriamiento debe ser menor o igual a 40 grados. Si es un flujo en contra de la corriente, la temperatura de salida del agua de enfriamiento puede ser muy alta; incluso puede llegar a superar los 140 grados (y entonces se convierte en vapor de agua). Esto son situaciones extremas. De hecho, el diseño de los intercambiadores de calor debe buscar un resultado óptimo y económico. Es imposible diseñar un intercambiador de calor muy grande, que permita enfriar el aire comprimido utilizando la menor cantidad posible de agua de refrigeración. Por lo tanto, durante el diseño se pueden establecer algunos parámetros según las circunstancias para realizar cálculos y obtener el diseño más ideal. En el caso de los intercambiadores de calor de tipo tubo-cáscara, primero es necesario determinar qué fluido circulará por el interior de los tubos y cuál lo hará por la cáscara. También hay que verificar si la velocidad de flujo es adecuada, estimar el coeficiente de transferencia de calor y establecer una diferencia de temperatura para poder calcular el área del intercambiador. Por mi experiencia, en general, en un estado de contracorriente, una temperatura de 60 grados en la salida del agua de enfriamiento no debería suponer ningún problema; en cambio, en corriente directa, lo ideal es que la temperatura sea inferior a 38 grados. Para referencia.
Probablemente, en el piso de arriba no se haya diseñado un enfriador posterior para compresores de aire similar. Dicho de otra manera, la temperatura del agua de salida debe determinarse en función de las necesidades de los procesos que se encuentran aguas abajo en la cadena de enfriamiento. Si no hay un proceso de recuperación de calor, y el agua simplemente vuelve a la torre de enfriamiento para ser reutilizada, entonces se recomienda que la temperatura del agua de salida sea de unos 40 grados, sin superar los 42 grados. Para los intercambiadores de calor de tipo carcasa-tubo convencionales, basta con diseñarlos con una temperatura de salida del agua de 38 a 40 grados. Para los intercambiadores de calor de tipo tubo-cáscara con elementos de transferencia de calor eficientes, como los intercambiadores con aletas internas, generalmente diseño los mismos para una temperatura de 40 a 42 grados. Durante el funcionamiento real, la diferencia de temperatura entre la entrada y la salida del agua de refrigeración es mayor que los valores diseñados, generalmente entre 10 y 15 grados. Por eso, la Comisión de Comercio y Economía los incluyó entre **los primeros productos ahorradores de agua**. Finalmente, una vez que se haya determinado la carga en el lado de aire y la diferencia de temperatura en el lado del agua, se puede calcular la cantidad de agua necesaria.