Resumen

Se llegó a la conclusión de que la tecnología de desalinización con más potencial de estudio y optimización es la evaporación a baja presión con recuperación de energía mediante tubos de calor. Esta técnica consiste en disminuir la presión del tanque contenedor de agua de mar para que disminuya la temperatura de saturación y pueda hervir con una pequeña cantidad de energía térmica, contrariamente a los procesos convencionales. Además, el calor en el tanque del agua condensada regresa al evaporador mediante tubos de calor que es la aportación fundamental de este trabajo. Se diseñó el desalinizador en acero inoxidable para evitar la corrosión y por higiene, ya que generará agua para consumo humano. El dispositivo destinado a realizar el vacío es un tubo Venturi ya que disminuye el gasto energético en comparación con una bomba de vacío. Se encontró que una bomba de 0.25 HP con una tubería de 0.5 pulgadas de diámetro logra un flujo turbulento, de modo que el tubo Venturi alcanza una caída de presión suficiente para cubrir los objetivos de presión dentro del tanque; experimentalmente se determinó la presión absoluta, ésta fue igual a 17.1 kPa. Con este dato se fijó la temperatura de operación de cada tanque, el de evaporación = 57°C y el de recuperación = 93°C, éste último es el reservorio caliente como producto de la expansión del vapor al pasar de 17 a 79 kPa. La temperatura interna de los tubos de calor se obtuvo con el promedio de las temperaturas de los tanques. Para mejorar la transferencia, se acoplaron aletas radiales en los extremos de los tubos con una eficiencia de 99.98%. La mezcla de trabajo es 16% etanol-agua v/v, esta se vaporizará al tomar el calor del tanque más caliente (17 Watt), el vapor recorrerá el tubo y finalmente se transfiere al agua salada evaporándola, produciendo así 2.8 kgagua fresca/día. La producción es baja, pero para elevarla, además de trabajar con volúmenes mayores, debemos de transferir más calor aumentando el área de contacto de las aletas y/o su coeficiente convectivo. Esto último se logrará simplemente elevando la velocidad del flujo de agua que rodea las aletas. Económicamente el proyecto es viable y en comparación con la destilación tradicional ésta tiene menores costos de producción por litro de agua.

Índice de contenido

Introducción (archivo pdf, 12 kb)

Capítulo 1. Revisión bibliográfica (archivo pdf, 263 kb)

Capítulo 2. Objetivos (archivo pdf, 15 kb)

Capítulo 3. Metodología (archivo pdf, 204 kb)

Capítulo 4. Discusión de resultados (archivo pdf, 69 kb)

Capítulo 5. Conclusiones (archivo pdf, 15 kb)

Referencias (archivo pdf, 157 kb)

Moreleón León, P. 2005. Diseño y construcción de un evaporador de agua a baja presión con tubos de calor acoplados para ahorro de energía. Tesis Licenciatura. Ingeniería Química con área en Ingeniería Ambiental. Departamento de Ingeniería Química y Alimentos, Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla. Febrero. Derechos Reservados © 2005.