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1. SISTEMA DE REFRIGERACION

Durante el funcionamiento del motor, la temperatura puede alcanzar en el interior de cada uno de los cilindros es muy elevada, superando los 2000 pc en el momento de la combustión. Esta temperatura, al estar por encima del punto de fusión de los metales empleados en la construcción del motor, podría causar la destrucción de los mismos (explosión). Poco flujo de aire.

Aunque esta temperatura sea instantánea, pues baja durante la expansión y escape de los gases, aun así la temperatura media es muy elevada más de lo normal, y si no se dispusiera de un buen sistema de refrigeración, para evacuar gran parte del calor producido en la explosión, la dilatación de los materiales sería tan grande que produciría en ellos agarrotamientos y deformaciones.Por lo tanto el sistema de refrigeración tendría que evacuar el calor producido durante la combustión hasta unos límites considerados donde se pueda obtener el máximo rendimiento del motor, pero que no fuesen a perjudicar de ninguna manera la resistencia mecánica de las piezas ni el poder lubricante de los aceites de engrase.

Los sistemas actualmente empleados para la refrigeración de los motores, tanto de gasolina como Diesel, son los siguientes:

Refrigeración por aire Refrigeración por agua o mixtos

Refrigeración por aire:

Este sistema consiste en evacuar directamente el calor del motor a la atmósfera a través del aire que lo rodea. Para mejorar la conductibilidad térmica o la manera en que el motor transmite el calor a la atmósfera, estos motores se fabrican de

aleación ligera y disponen sobre la carcasa exterior de unas aletas que permiten aumentar la superficie radiante de calor. La longitud de estas aletas es proporcional a la temperatura alcanzada en las diferentes zonas del cilindro, siendo, por tanto, de mayor longitud las que están más próximas a la cámara de combustión.

La refrigeración por aire a su vez puede ser:

Directa Forzada

Refrigeración directa:

Se emplea este sistema en motocicletas, donde el motor va situado expuesto completamente al aire, efectuándose la refrigeración por el aire que hace impacto sobre las aletas durante la marcha del vehículo, siendo por tanto más eficaz la refrigeración cuanto mayor es la velocidad de desplazamiento. En la figura inferior se puede ver un motor de motocicleta de la marca BMW, con dos cilindros horizontales refrigerados por aire.

Refrigeración forzada:

El sistema de refrigeración forzada por aire es utilizado en vehículos donde el motor va encerrado en la carrocería y, por tanto, con menor contacto con el aire durante su desplazamiento. Consiste en un potente ventilador movido por el propio motor, el cual crea una fuerte corriente de aire que canalizada convenientemente hacia los cilindros para obtener una eficaz refrigeración aun cuando el vehículo se desplace a marcha lenta. Este sistema de refrigeración fue utilizado por la marca Volkswagen en su mítico escarabajo, también lo utilizo Citroën en su no menos mítico 2CV y GSA.

9. TORRES DE ENFRIAMIENTO

Regular el proceso termodinámico de enfriamiento mediante el contacto agua-aire (convección)Enfriar agua mediante la combinación de transferencia de calor y masa

Las torres de enfriamiento tienen como finalidad enfriar una corriente de agua por vaporización parcial de esta con el consiguiente intercambio de calor sensible y latente de una corriente de aire seco y frío que circula por el mismo aparato. Las torres pueden ser de muchos tipos, sin embargo el enfoque se centra en un

equipo de costo inicial bajo y de costo de operación también reducido. Con frecuencia la armazón y el empaque interno son de madera. Es común la impregnación de la manera, bajo presión con fungicidas. Generalmente el entablado de los costados de la torre es de pino, poliéster reforzado con vidrio, o cemento de asbesto.

Fig. 8. Torre de Enfriamiento.

Fuente: Imágenes de tipos de torre de enfriamiento (internet)

TIPOS DE TORRES DE ENFRIAMIENTO

Las torres de enfriamiento se clasifican según la forma de suministro de aire en:

Torres de circulación natural

1. Atmosféricas

2. Tiro natural

Torres de tiro mecánico

1. Tiro inducido

2. Tiro Forzado

Otros tipos: Torres de flujo cruzado

Torres de Circulación natural

1. Atmosféricas: El movimiento del aire depende del viento y del efecto aspirante de las boquillas aspersores. Se usan en pequeñas instalaciones. Depende de los vientos predominantes para el movimiento del aire.

2. Tiro natural: El flujo de aire necesario se obtiene como resultado de la diferencia de densidades, entre el aire más frío del exterior y húmedo del interior de la torre. Utilizan chimeneas de gran altura para lograr el tiro deseado. Debido al inmenso tamaño de estas torres (500 pie alto y 400 pie de diámetro), se utilizan por lo general para flujos de agua por encima de 200000 rpm Son ampliamente utilizadas en las centrales térmicas.

Torres de Tiro mecánico

El agua caliente que llega a la torre puede distribuirse por boquillas aspersores o compartimientos que dejan pasar hacia abajo el flujo de agua a través de unos orificios. El aire usado para enfriar el agua caliente es extraído de la torre, en cualquiera de las dos formas siguientes:

1. Tiro Inducido: El aire se succiona a través de la torre mediante un ventilador situado en la parte superior de la torre. Son las más utilizadas.

2. Tiro forzado: El aire se fuerza por un ventilador situado en el fondo de la torre y se descarga por la parte superior. Estas torres están sujetas particularmente a la recirculación del aire caliente y húmedo que es descargado, dentro de la toma del ventilador, debido a la baja velocidad de descarga y que materialmente reduce la efectividad de la torre. El tiro inducido con el ventilador en la parte superior de la torre evita esto y además permite una distribución interna más uniforme del aire.

Torres de flujo cruzado:

El aire entra a los lados de la torre fluyendo horizontalmente a través del agua que cae. Las corrientes de aire laterales se unen en un pasaje interno y dejan la torre por el tope. Las torres de flujo cruzado requieren más aire y tienen un costo de operación más bajo que las torres a contracorriente.

COMPONENTES DE LAS TORRES DE ENFRIAMIENTO

1. Equipo mecánico

2. Ventiladores

3. Motores

Sistema de distribución del agua:

1. Las torres a contracorriente dispersan el flujo a través de un sistema de distribución de spray a baja presión, desde un sistema de tuberías distribuido a lo largo de toda la torre

2. Los diseños de flujo cruzado tienen un sistema de distribución del agua caliente por gravedad a través del empaque.

Sistema de distribución de agua:

La eficiencia global de una torre de enfriamiento está directamente relacionada con el diseño del sistema de distribución de agua caliente.

La consideración principal en la selección del tipo de sistema de distribución de agua para una aplicación específica es la cabeza a vencer por la bomba.

La cabeza de la bomba impuesta por una torre de enfriamiento consiste de la altura estática (relativa a la altura desde la entrada, más la presión necesaria para mover el agua a través del sistema de distribución y sobre el relleno.

Sistema de distribución de agua: La cabeza de bombeo varía de acuerdo a la configuración de la torre

En las torres contracorriente la resistencia al flujo ascendente del aire por parte de las gotas que caen resulta en una elevada pérdida de presión estática y una mayor potencia del ventilador que en flujo cruzado.

Las torres a flujo cruzado contienen una configuración del relleno a través de la cual el aire se mueve horizontalmente a través del agua que cae. Las torres de flujo cruzado utilizan esencialmente toda la altura de la torre para las rejillas de ventilación, reduciendo la velocidad de entrada del irá, y minimizando la recirculación y pérdida de tiro.

Relleno Distribuido dentro de la torre suministra el área superficial para la

transferencia de masa y calor. Eliminadores de desviación

Base recolectora del agua fría

El agua fría es recogida por la base del fondo

Desviadores del flujo de aire Cubierta de redistribución

8. TORRES DE ENFRIAMIENTO

9.1. PRINCIPIO FUNCIONAMIENTO

En el interior de las torres se monta un empaque o relleno con el propósito de aumentar la superficie de contacto entre el agua caliente y el aire que la enfría. En las torres se colocan deflectores o eliminadores de gotas o niebla que atrapan las gotas de agua que fluyen con la corriente de aire hacia la salida de la torre, con el objeto de disminuir la posible pérdida de agua

9.2. FLUIDOS QUE INTERVIENEN

Agua Aire

9.3. COMPONENTESLas torres de enfriamiento se componen de 7 elementos básicos que se describen a continuación

Sistema de distribución de agua.

Relleno Eliminadores de gotas Chimeneas Ventiladores. Bombas Control.

9.4. ESQUEMA GENERAL

http://www.interssa.com/legionella/torres_refrigeracion

10. INTERCAMBIADOR DE CALOR

10.1. PRINCIPIO FUNCIONAMIENTOConsiste en dos cámaras de presión independiente (lado de carcasa y lado tubo) Por las dos cámaras fluyen dos medios de tal forma que cuando existe una diferencia de temperatura entre ellos el calor se intercambia sin que los medios se mezclen. En la carcasa se encuentran dos bafles cuya función es forzar a que la dirección del flujo sea lo más perpendicular posible a los tubos.

10.2. FLUIDOS QUE INTERVIENEN

Aire Agua Agua sobrecalentada Aceite Refrigerantes

10.3. COMPONENTES

Carcasa de intercambiador Cámara de conexión Cámara de retorno Tubos internos Placas tubulares Bafles Sellado del equipo

10.4. ESQUEMA GENERAL