En este capítulo se estudiará la mezcla de aire seco con vapor de agua. Es frecuente llamar a esta

Transcripción

1 pítulo : ezcl de g-por y condicioniento de ire En ete cpítulo e etudirá l ezcl de ire eco con por de gu. E frecuente llr et ezcl ire toférico. L tepertur del ire toférico en pliccione de condicioniento de ire rí de 0 cerc de 50º. En et condicione e trt l ire coo g idel con clore epecífico contnte. Si e to p. 005 K, l entlpí del ire eco etá dd por (i e upone que el etdo de referenci e 0 o, donde l entlpí de referenci e to coo 0 / ). p T.005 T T en L upoición de que el por de gu e un g idel e álid cundo l tepertur de l ezcl e inferior 50º. Eto ignific que l preión de turción del por de gu en l ezcl ire-por e eno de. k. r et condicione, l entlpí del por de gu e proxi ( T ) g l tepertur de l ezcl T. El digr T- iguiente pr el gu, ilutr el coportiento de g idel preione de por bj. Vée l Figur A-9, págin 94. erificr págin ENTRA IMAGEN cpítulo - El por de l entlpí del por turdo e función de l tepertur, y puede exprere coo: ( T ) 50.. T T en 8 g Oberción: pr l ezcl de ire eco-por de gu, t T ix

2 onidere que e increent l preión totl de un ezcl de ire-por de gu, ientr e ntiene contnte l tepertur de l ezcl. Intente dibujr el proceo en el digr - reltio l líne de turción ólo pr el gu, que e dn continución. Supong que inicilente el por de gu etá upercliente. ENTRA IMAGEN cpítulo - undo e increent l preión de l ezcl ientr e ntiene contnte l tepertur de ét, l preión prcil del por uent t l preión de turción de por l tepertur de l ezcl, y entonce tiene lugr l condención. or tnto, l preión prcil del por de gu nunc puede er yor que l preión de turción correpondiente l tepertur de l ezcl. Definicione unto de rocío, T dp El punto de rocío e l tepertur l que el por e conden o olidific cundo e enfrí preión contnte. onidere que e enfrí un ezcl de ire-por de gu ientr e ntiene contnte l preión totl de ét. undo l ezcl e enfrí un tepertur igul l tepertur de turción pr l preión prcil del por de gu, coienz l condención. undo e enfrí un ezcl de ire toférico-por preión contnte, de odo que l preión prcil del por de gu e de.49 k, entonce l tepertur del punto de rocío de dic ezcl e de.95º. ENTRA IMAGEN cpítulo -.- Vpor

3 Huedd relti M del por en el ire φ M de ire no turdo g g En el digr iguiente T- e uetrn y g pr el por de gu olo. ENTRA IMAGEN cpítulo -4.- Vpor.- Etdo de Vpor oo.49k g,, φ o 00%, φ k g Huedd bolut o uedd epecífic ( ece lld rzón de uedd), ω M de por de gu en el ire ω M de ire eco VM VM 0.6 ( RuT ) ( R T ) u M 0.6 M Al ur l definición de l uedd epecífic, l uedd relti puede exprere coo: φ ω Voluen de l ezcl por de ire eco, 0.6φ ω ( 0.6 ω) g φg y g V R T Depué de rio po, e puede deotrr que (e ugiere l lector intentrlo): V R T

4 Aí, el oluen de l ezcl por unidd de de ire eco e el oluen epecífico del ire eco clculdo l tepertur de l ezcl y l preión prcil del ire eco. M de l ezcl ( ω) T de flujo áico de ire eco, & on be en l t de flujo oluétrico de l ezcl en un etdo ddo, l t de flujo áico del ire eco e: & V& Entlpí de l ezcl por de ire eco, : H ω H H Ejeplo - El ire toférico 0º y 00 k, tiene un punto de rocío de.º. Encuentre l uedd relti, rzón de uedd, y de l ezcl, por de ire eco. oo T dp. 0,. 548k. A T 0º, g 4.46 k. ENTRA IMAGEN cpítulo -6 Loclice l T y l en l gráfic T-.

5 φ g ω 0.6 Ejeplo -.548k 0.6 o bien 60% 4.46 k.548k ( ) k p, ω T ω ( 50..8T ) ( 0 ) ( 50..8( 0 ) Si en el últio ejeplo e condicion el ire toférico 0º, y uedd relti de 40 por ciento, cuánt de gu e greg o extre por unidd de de ire eco? A 0º, g.9 k. φ g 0.4 w (.9 k) 0.6 El cbio en l de gu por de ire eco e:,,,, ω k 0.96k k ( ) ( ) ω O bien, confore l ezcl cbi del etdo l etdo, e condenn de por de gu por cd de ire eco.

6 Ejeplo - Hy ire toférico 5º y 0. M, con 50 por ciento de uedd relti. Si e enfrí l ezcl preión contnte 0º, encuentre l cntidd de gu que e extre por de ire eco. Dibuje lo etdo de por de gu reltio l líne de turción en el digr T- iguiente. ENTRA IMAGEN cpítulo -8 A 5º, t. 69k, y con 50 % T, dp, w φ T 0.5(.69k) φ g, t, , k.5845k k ( ) or tnto, cundo l ezcl e enfrí T 0º < T dp,, l ezcl etá turd, y φ 00%. Entonce, g. 8k.,, w, , 0.6.8k k ( 00.8) El cbio en l de gu por de ire eco e:,, ω ( ) ω

7 O bien, confore l ezcl cbi del etdo l etdo, por cd de ire eco e condenn de por de gu. Análii de flujo etble plicdo ezcl de g-por En el ejeplo iguiente e reirán lo principio de conerción de l y conerción de l energí egún e plicn ezcl de g-por. Ejeplo - Dd l condicione de entrd y lid l condiciondor de ire que e uetr eneguid, cuál e l trnferenci de clor que debe extrere por de ire eco que fluy tré del dipoitio? Si l t de flujo oluétrico de l entrd de ire toférico e de 00 /in, deterine l t de trnferenci de clor requerid. ENTRA IMAGEN cpítulo -0.- Fluido que enfrí.- Entr.- Sle 4.- Ducto de flujo ildo 5.- Aire toférico 6.- ondendo 0º 7.- φ 80 % 8.- φ 95 % Ante de TEXTO ILEGIBLE EN EL ORIGINAL conerción de l y l energí, e necerio decidir TEXTO ILEGIBLE EN EL ORIGINAL condendo en el proceo. Se encuentr l ezcl enfrid por bjo del punto de rocío pr el etdo?

8 T, dp, φ T g, t 0.8 ( 4.46k) k Aí que pr T 0º < T dp,, e condenrá lgo de gu. Supónge que el gu que e conden le del condiciondor de ire 0º. Alguno lectore penrán que el gu le l proedio de 6 y 0º; pr nuetro co e decudo 0º. Aplíquee l conerción de l energí l oluen de control con flujo etble: Q& neto entrd ρ V & i gz i W& neto lid V & e ρ gz e Si e ignorn l energí cinétic y potencil, y e ober que el trbjo e igul cero, e obtiene: Q& & neto & & & & L conerción de l pr el oluen de control con flujo etble e: r el ire eco: entrd & & & i e lid & & r el por de gu: & & & Entonce, & & & ( ω ω ) & Si e diide l ecución de l conerción de l energí entre &, entonce:

9 Q& neto & Q& neto & ω ω ω ω ( ω ω ) ( ω ω ) Q& neto & p ( T T ) ω ω ( ω ω ) Aor, pr encontrr l ω ' y l ', ω (.96) ω g ( 0.95)(.9 k) φ k (.) Al ur l tbl de por, e encuentr que l pr el gu on: L trnferenci de clor requerid por unidd de de ire eco e conierte en:

10 Q& neto & p ( T T ) ω ω ( ω ω ) ( 0 0) L trnferenci de clor dede el ire toférico e: Q& 58. ( ) 8. neto qle 6 & 8.96 L t de flujo áico de ire eco etá dd por: V& & & RT 00 in El proceo de turción dibátic 0.87 K ( 00.96) 5. in ( 0 7) k Q& le & qle in.65kw 9.96Ton K k in kw 60 El ire que tiene un uedd relti enor l 00 por ciento, fluye obre gu que etá contenid en un ducto ildo decudente. oo el ire tiene φ < 00 por ciento, e eporrá lgo de gu y diinuirá l tepertur de l ezcl de ire-por.

11 ENTRA IMAGEN cpítulo -6.- Aire no turdo.- Aire turdo.- Agu líquid 4.- Tepertur de turción dibátic 5.- Tepertur del punto de rocío Si l ezcl que le del ducto etá turd y i el proceo e dibático, entonce l tepertur de l ezcl que le del dipoitio e conoce coo tepertur de turción dibátic. r que ete proceo e de flujo etble, y que gregr gu l tepertur de turción dibátic l i t l que e epor el gu. Se upone que durnte el proceo l preión totl e contnte. Al plicr l conerción de l energí l oluen de control de flujo etble: Q& neto entrd ρ V & i gz i W& neto lid V & e ρ gz e Si e ignorn l energí cinétic y potencil y e ober que l trnferenci de clor y trbjo on igule cero, e obtiene: & & & & & L conerción de l pr el oluen de control con flujo etble e: r el ire eco: entrd & & & i e lid & & r el por de gu: & & &

12 Aí, & & & ( ω ω ) & Al diidir l ecución de l conerción de l energí entre & qued, ω ( ω ω ) ω uále on lo dto conocido y cuále l incógnit en et ecución? Al reoler pr ω oo ω tbién e define coo: ω p ω ( ) ( ) ( T T ) ω ( ) g f fg ω 0. 6 Se puede reoler pr : ω 0.6 ω Entonce, l uedd relti en el etdo e: φ g Ejeplo -4 r el proceo de turción dibátic que e uetr continución, deterine l uedd relti, rzón de uedd (uedd epecífic), y l entlpí, del ire toférico por de ire eco en el etdo. ENTRA IMAGEN cpítulo -8

13 .- Ducto de flujo ildo.- Aire toférico.- Agu de recuperción 6º Al ur l tbl de por: φ T ( k) φg k 00% ω f f ( ) Del nálii nterior e obtiene que: ω p ( T T ) ( ) g.005 ω f ( 6 4) fg 0.05 ( ) 46.4 Se puede reoler pr :

14 Entonce, l uedd relti en el etdo e: ω.6 ω 0 ( k) k t 4.Kp k L entlpí de l ezcl en el etdo e: φ g o 4.6% p ω T ω ( 4 ) Tepertur de bulbo úedo y de bulbo eco En l práctic cotidin, el etdo del ire toférico e epecific por edio de l deterinción de l tepertur de bulbo úedo y de bulbo eco. Dic tepertur e iden con un intruento lldo picróetro. El picróetro etá copueto por do teróetro ontdo en un rco. Un teróetro etá proito de ll úed y d l lectur de l tepertur de bulbo úedo. El otro teróetro lee l tepertur de bulbo eco, u ordinri. onfore el teróetro e p por el ire, e poriz el gu de l ll úed y prooc un tepertur á bj que regitr el teróetro. Entre á eco eté el ire toférico, á bj erá l tepertur de bulbo úedo. undo l uedd relti del ire e cerc l 00 por ciento, y poc diferenci entre l tepertur de bulbo úedo y l de bulbo eco. L tepertur de bulbo úedo e proxidente igul l tepertur de

15 turción dibátic. Al etdo del ire toférico ólo lo epecificn l tepertur de bulbo úedo y de bulbo eco, y l preión toféric. ENTRA IMAGEN cpítulo -.- Teróetro de bulbo úedo.- Teróetro de bulbo eco.- ubiert del teróetro de bulbo úedo L tbl picroétric r un preión totl de por del ire dd, fij, l propiedde de l ezcl e dn en for gráfic en un tbl picroétric. ENTRA IMAGEN cpítulo -.- Líne de turción.- Huedd epecífic.- Tepertur de bulbo eco roceo de condicioniento de ire.- Enfriiento.- Huidificción.- lentiento y uidificción 4.- lentiento 5.- Enfriiento y deuidificción 6.- Deuidificción <ENTRA TABLA QUE NO SE DEBIERA TRADUIR> -4 Ejeplo -5 Deterine l uedd relti, rzón de uedd (uedd epecífic), y entlpí del ire toférico por de ire eco, y el oluen epecífico de l ezcl por de ire eco, en

16 el etdo en que l tepertur de bulbo eco e de 4º, l tepertur de bulbo eco e de 6º, y l preión toféric e de 00 k. En l tbl picroétric e lee: φ 44% g ω Ejeplo -6 r el ite de condicioniento de ire que e uetr continución, en el que priero e client el ire toférico y luego e uidific con un pry de por, deterine l trnferenci de clor requerid en l ección de clentiento, y l tepertur de por requerid en l ección de uidificción cundo l preión del por e de M. ENTRA IMAGEN cpítulo -5.- Fluido de clentiento.- Fuer.- Dentro 4.- Vpor, Etrnguldor 5.- Aire toférico El digr picroétrico e: ENTRA IMAGEN cpítulo -6.- Digr picroétrico.- Rzón de uedd

17 .- reión Aplíque l conerción de l y l conerción de l energí pr flujo etble lo proceo -. L conerción de l pr el oluen de control de flujo etble e: r el ire eco: entrd & & & i e lid & & r el por de gu (oberción: no e greg ni conden gu durnte el clentiento iple). & & Aí, ω ω Si e ignorn l energí cinétic y potencil y e ober que el trbjo e igul cero, y e define l entlpí de l ezcl por unidd de de ire coo: e obtiene, ω E& Q& Q& entr entr entr E& le & & & ( ) Aor, e encuentrn & y l con el uo de l tbl picroétric. A T 5, φ 90%, y T 4 :

18 φ T 7 90% ω ω ω T L t de flujo áico de ire eco etá dd por: & & V 60 in 0.79 in in 60.6 L t de trnferenci de clor requerid pr l ección de clentiento e: Q& entr.6 5.kW ( 7 7) kw Ét e l trferenci de clor que e requiere ci el ire toférico. Mencione lgun for en l que puede uinitrre et cntidd de clor. A l lid, etdo, T 5 y φ 45%. L crt picroétric d φ T 48 45% ω

19 Aplique l conerción de l y de l energí l proceo -. L conerción de l pr el oluen de control de flujo etble e: r el ire eco: entrd & & i e lid & & & r el por de gu (oberción: durnte el proceo de uidificción e greg gu): & & & & & &.6 & & ( ω ω ) ( ) Si e ignorn l energí cinétic y potencil y e ober que l trnferenci de clor y de trbjo on igule cero, l conerción de l energí conduce : Al reoler pr l entlpí del por, E& entr & & E& & & le & ( ) ( ω ω ) ( ) & & ω 750 ω ( 48 7) ( )

20 A MA y 750, T 80 y l clidd x Ve en el texto lgun pliccione que inolucrn enfriiento con deuidificción, enfriiento epordor, ezcl dibátic de corriente de ire, y torre de enfriiento úedo.