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• Henry Fonseca

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Universidad de la Costa (CUC) Programa de Ingeniería Eléctrica Asignatura: Refrigeración y Ventilación de Aire Acondicionado Ejercicios para entregar en Grupo 1. ¿Cuánto calor es necesario suministrar a 700 gr de agua pura que están a 10 ºC para que se convierta en vapor si la presión es de 1atm? ¿Cuánto calor es necesario suministrar al vapor de agua del punto anterior para que se convierta en vapor sobresaturado a 200 ºC? 2. A 20ºC y 100 kPa, la presión de saturación del agua vale 2337.0 kPa. ¿Cuánto es la humedad específica? Calcular. 3. ¿Cuál es la densidad del aire seco a 1 atm y 20 ºC? Utilizar ecuación gases ideales. 4. ¿Cuál es la entalpía del vapor de agua a 35ºC? Calcular. 5. Calcular la humedad específica de una muestra de aire a 1 atm sabiendo que la humedad relativa es del 20% cuando la temperatura es 20ºC. 6. Calcular la entalpía del aire atmosférico a 30ºC si la humedad específica es de 25 gr/kg. 7. Un local de 80 m3 contiene aire a 20 ºC a una presión de 100 kPa con una humedad relativa del 75%. Calcular: a) La presión parcial del aire seco. b) La humedad específica. c) La entalpía del aire húmedo. d) Las masas de aire seco y vapor de agua en el local. 8. Calcular el calor sensible y latente de una muestra de aire que está a 22ºC y con una humedad relativa del 55% si la presión atmosférica es de 1atm. 9. Una habitación contiene aire a 23ºC con una humedad relativa del 65%. Calcular la temperatura de los cristales de las ventanas a la cual se condensará vapor de agua en ellos. 10. Se tiene aire atmosférico a 1 atm y temperaturas de bulbo seco y bulbo húmedo de 70ºF y 60ºF respectivamente. Determine utilizando el diagrama psicrométrico y el método analítico; las siguientes propiedades: a) La Humedad relativa. b) Temperatura del punto de rocío. c) Humedad específica. d) Entalpía específica. e) Volumen específico. 11. Una cámara frigorífica para almacenamiento se mantiene a una temperatura de 15°C y una humedad relativa del 70%. El caudal de aire sobre el evaporador es 25.000 m³/h y la temperatura del aire medida a la salida del evaporador es de 5°C. En estas condiciones la instalación desarrolla una potencia frigorífica de 150 kW. Calcular la cantidad de agua de condensado que se forma en el evaporador en una hora. 12. Determinar la potencia necesaria para calentar un caudal másico de aire de 1 kg/s a 15 ºC y una humedad relativa del 25% hasta 25ºC utilizando un radiador eléctrico. ¿Cuál es la humedad relativa del aire calentado? Nota: Utilizar el diagrama psicrométrico y comparar los resultados con los que se obtendrían utilizando las ecuaciones (suponga que la presión es de 1 atm). 13. En un proceso de enfriamiento sensible, el aire a 30ºC y 50% de humedad relativa es enfriado hasta 25ºC. Utilizando el diagrama psicrométrico, determinar la variación de entalpía del

Universidad de la Costa (CUC) Programa de Ingeniería Eléctrica proceso y la humedad relativa del aire enfriado. ¿Cuánta potencia sería necesaria para enfriar un caudal de aire de 5000 m3/h? Encontrar entalpias de Tabla.

14. Un sistema de climatización toma aire exterior a 5ºC y 30% de humedad relativa a un ritmo de 0,80 m3/s y lo acondiciona a 25ºC y 60% de humedad relativa. El aire es calentado primero en una batería hasta 22 ºC y luego humidificado con vapor. Utilizando el diagrama psicrométrico, determinar: a) La potencia requerida en la batería de calentamiento. b) La cantidad de agua diaria consumida por el humidificador si funciona continuamente. 15. Un caudal de aire de 0,3 m3/s a 1 atm, entra con una temperatura de 32ºC y una humedad relativa del 75% a una batería de enfriamiento. El aire sale completamente saturado a una temperatura de 12ºC. Determinar la potencia extraída por la batería de enfriamiento y la humedad eliminada del aire suponiendo que toda el agua condensada se recoge a 12ºC. 16. Una corriente de aire a 35ºC y 25 % de humedad relativa pasa por un pulverizador y sale con una humedad relativa del 75 %. Determinar la temperatura del aire a la salida y la temperatura mínima a la que se podría enfriar. 17. Determinar las condiciones a la salida tras mezclar dos corrientes, una de 0,01 kg/s de aire húmedo a 200 kPa, 50 OC y 50% de humedad relativa, y la otra de 0,001 kg/s de vapor de agua saturado a 100 kPa, sabiendo que la salida es a 100 kPa. 18. Para el acondicionamiento de verano de un local a 21 °C y 50% de humedad, estando el exterior a 35 °C de bulbo seco y 25 °C de bulbo húmedo, se utiliza un refrigerador para enfriar el aire hasta su punto de rocío y un calentador posterior. Sabiendo que el local recibe 20 kW y que se hace recircular el 80% del aire, el cual sale del local a 25 °C y 45% de humedad, se pide: a) Flujo de aire necesario. b) Estado del aire suministrado al local. c) Potencias de refrigeración y calefacción necesarias. d) Cantidad de agua recibida del local. 19. Se desea acondicionar un aire para un secadero llevándolo a 49 °C con temperatura húmeda de 28,5 °C. Se parte de un aire a 4,5 °C neblinoso (es decir, sobresaturado), conteniendo 6,4 g de agua líquida por cada m3. Determinar la temperatura a la que debe calentarse el aire antes de entrar en la cámara de humidificación adiabática; la temperatura del aire a la salida de la cámara y el calor total que debe emplearse (suponer que la temperatura de saturación en la cámara es 3 °C mayor que la de rocío del aire deseado). 20. El aire ambiente se encuentra a 28 °C y el clima es desértico, con lo que puede considerarse que está totalmente seco. La instalación de acondicionamiento consiste en hacerlo entrar en un cartucho adiabático de humidificación, donde se le agrega el agua exactamente necesaria, que entra a 25 °C, hasta que el aire se enfría hasta 15 °C. Después se calienta hasta 25 °C a humedad constante. Calcular: (a) humedad relativa del aire acondicionado; (b) temperatura húmeda del aire acondicionado; (c) potencia calorífica necesaria en el calentamiento para 2 kg a.s./s de entrada (en kW).