Estudio numérico de la pérdida de presión de diferentes tipos de separadores de gotas en torres de refrigeración

Abstract

El principio de funcionamiento de torres de refrigeración y condensadores evaporativos se basa en el intercambio de energía y masa entre una corriente de agua y una de aire. Estos dispositivos pulverizan agua que se encuentra con una corriente de aire, y que al no estar saturado, hace que se evapore una pequeña parte de ésta y se enfríe el resto. A su vez, la corriente de aire captura pequeñas gotas de agua, que no han sufrido cambio de fase, y salen al exterior del equipo. A esta cantidad de agua emitida al exterior se le denomina arrastre. Existen diversos aspectos medioambientales destacables relacionados con el arrastre de torres de refrigeración. Con objeto de reducir la cantidad de agua arrastrada se instalan en la sección de salida del aire unos deflectores, llamados separadores de gotas. Éstos limitan la cantidad de agua arrastrada mediante impacto inercial. El comportamiento de los separadores de gotas puede cuantificarse por dos factores: la eficiencia de captura de gotas y la pérdida de presión generada. Si la eficiencia de captura de gotas tiene relación con el impacto ambiental del equipo, la pérdida de presión afecta al comportamiento térmico de la torre. En este trabajo se realiza el estudio numérico de la pérdida de presión de diferentes geometrías de separadores de gotas. Para la construcción del modelo numérico se emplea el código numérico de propósito general Fluent. La validación de los resultados numéricos obtenidos se realiza mediante datos experimentales disponibles en la bibliografía.