Resumen:
The objective of this research is to evaluate the operational efficiency of an induced-draft counterflow cooling tower, a widely used industrial system designed to reduce water temperature through mass and energy transfer. To determine its performance, key indicators such as efficiency, range, and the number of transfer units (NTU) were employed, allowing for the quantification of the impact of operating conditions on the equipment's heat dissipation capacity. Experimental measurements were conducted on a cooling tower equipped with two layers of hexagonal honeycomb-type PVC fill, with dimensions of 40 cm × 40 cm × 60 cm. During experimentation, variables such as inlet water temperature and flow rate were manipulated, analyzing specific conditions with temperatures of 40 °C, 45 °C, and 50 °C, as well as flow rates determined by pressure differences of 10 PSI, 20 PSI, and 30 PSI. From the analysis of the obtained data, it was observed that efficiency and range significantly improve when operating at higher temperatures and flow rates, suggesting that the cooling tower performs better under these conditions. However, the NTU also exhibited significant variation, indicating that its performance benefits from higher temperatures and flow rates, although with certain limitations due to the reduced heat transfer capacity at elevated temperatures. This implies that, although the equipment increases its operational efficiency at higher temperatures, its design is not optimized for excessively high temperatures, as cooling efficiency tends to decrease as water temperature rises, highlighting the importance of establishing optimal operating parameters.
Descripción:
El objetivo de esta investigación es evaluar la eficiencia operativa de una torre de enfriamiento de tiro inducido en flujo contracorriente, un equipo ampliamente utilizado en la industria para reducir la temperatura del agua mediante la transferencia de masa y energía. Para determinar su desempeño, se emplearon indicadores clave como la eficiencia, el rango y el número de unidades de transferencia (NTU), los cuales permiten cuantificar el efecto de las condiciones operativas sobre la capacidad del equipo para disipar calor. Las mediciones experimentales se realizaron en una torre de enfriamiento equipada con dos pisos de relleno de PVC hexagonal tipo panal, cuyas dimensiones son 40 cm × 40 cm × 60 cm. Durante la experimentación, se manipularon variables como la temperatura de ingreso del agua y su caudal, analizando condiciones específicas con temperaturas de 40 °C, 45 °C y 50 °C, así como caudales determinados por diferencia de presiones de 10 PSI, 20 PSI y 30 PSI. A partir del análisis de los datos obtenidos, se pudo observar que la eficiencia y el rango mejoran significativamente cuando se trabaja con temperaturas y caudales más elevados, lo que sugiere que la torre de enfriamiento presenta un mejor desempeño bajo estas condiciones. Sin embargo, el NTU también mostró una variación importante, evidenciando que su rendimiento se ve favorecido a mayores temperaturas y caudales, aunque con ciertas limitaciones debido a la reducción de la capacidad de transferencia de calor a temperaturas altas. Esto implica, si bien el equipo aumenta su eficiencia operativa en condiciones de mayor temperatura, su diseño no está optimizado para operar a temperaturas excesivamente elevadas, la eficiencia de enfriamiento tiende a disminuir conforme la temperatura del agua se incrementa, lo que resalta la importancia de establecer parámetros óptimos de operación.
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