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• Mauricio Mercado Vargas

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kgv kg kga ≔ kg 1. De acuerdo al presente esquema de funcionamiento de un sistema te tratamiento de aire UTA. el equipo se pretende definir su aplicación en las diferentes regiones del país, para ello cada estudiante tendrá las cota para realizar el cálculo, del ejercicio se solicita, las condiciones de impulsión, Ts, o HR, y flujo volumétrico, además definir qué sistema de tratamiento de aire se tiene en la imagen.

DATOS: Segun la Altura designada N°31 (1) Aire antes del enfriamiento :

z ≔ 2760 m TS1 ≔ 24 °C Φ1 ≔ 0.50

Enfriador Adiabatico 1:

EFI1 ≔ 54.56%

Recuperador rotativo sensible:

EFI2 ≔ 45%

(3) Aire Exterior Bateria de Frio: (7) Aire Recirculado

ESQUEMA:

TS3 ≔ 32 °C Φ3 ≔ 0.40 Tsup ≔ 10 °C TS7 ≔ 24 °C Φ7 ≔ 0.50

m3 V1 ≔ 2700 ―― hr

m3 V3 ≔ 4200 ―― hr FB1 ≔ 0.10 m3 V7 ≔ 10800 ―― hr

SOLUCIÓN : Presión total respecto a la Altura ⎛ z⎞ pt ≔ 101325 ⋅ Pa ⋅ ⎜1 - 2.255692 ⋅ 10 -5 ⋅ ―⎟ m⎠ ⎝ p = ⎛⎝7.227 ⋅ 10 4 ⎞⎠ Pa

5.2561

t

Calculo Propiedades Aire recalculado Antes de la ramificación: TS1 = 24 °C Φ1 = 0.5 Calculo Presiones Parciales

pvsat1 ≔ 10

TS1 2148.496 - 10.2858 ⋅ ―― K ――――――――― TS1 35.859 - ―― K

⋅ Pa

pvsat1 = ⎛⎝2.984 ⋅ 10 3 ⎞⎠ Pa Presion Parcial de Vapor: pv1 Φ1 ＝ ―― pvsat1

pv1 ≔ pvsat1 ⋅ Φ1 = ⎛⎝1.492 ⋅ 10 3 ⎞⎠ Pa

Presión Parcial Aire Seco: pas1 ≔ pt - pv1 = ⎛⎝7.078 ⋅ 10 4 ⎞⎠ Pa Humedad específica:

⎛ pv1 ⎞ kgv kgv w1 ≔ 0.62198 ⋅ ⎜―― = 0.013 ―― ⎟ ―― kga ⎝ pas1 ⎠ kga

Entalpia: TS1 = 24 °C kJ ≔ 1000 J kJ kJ kJ h1 ≔ 1.006 ⋅ ((24)) ⋅ ― + ((2501 + 1.86 ⋅ 24)) ⋅ w1 ⋅ ― = 57.517 ― kg kg kg Volumen especifico: Pa ⋅ m 3 ⎛ TS1 ⎞ m3 ve1 ≔ 285 ⋅ ――― ⋅ ⎜―― ⎟ = 1.196 ―― K ⋅ kg ⎝ pas1 ⎠ kg

Sabiendo los flujos Volumetricos, calculamos las Fracciones masicas y ambos Flujos Másicos: m3 V1 = ⎛⎝2.7 ⋅ 10 3 ⎞⎠ ―― hr m3 4 V7 = ⎛⎝1.08 ⋅ 10 ⎞⎠ ―― hr

V1 kg m1 ≔ ―― = 0.627 ― ve1 s V7 kg m7 ≔ ―― = 2.507 ― ve1 s

Flujo de aire extraido:

kg mt ≔ m1 + m7 = 3.134 ― s m1 y1 ≔ ―― = 0.2 mt

m7 y7 ≔ ―― = 0.8 mt

Para facilitar el caculo de propiedades con ayuda de Psicro y su carta psicrometrica: Th1 ≔ 16.4 °C

Temperatura humeda 1:

Calculo Propiedades Aire exterior: TS3 = 32 °C Φ3 = 0.4 Calculo Presiones Parciales

pvsat3 ≔ 10

TS3 2148.496 - 10.2858 ⋅ ―― K ――――――――― TS3 35.859 - ―― K

⋅ Pa

pvsat3 = ⎛⎝4.755 ⋅ 10 3 ⎞⎠ Pa Presion Parcial de Vapor: pv3 Φ3 ＝ ―― pvsat3

pv3 ≔ pvsat3 ⋅ Φ3 = ⎛⎝1.902 ⋅ 10 3 ⎞⎠ Pa

Presión Parcial Aire Seco: pas3 ≔ pt - pv3 = ⎛⎝7.037 ⋅ 10 4 ⎞⎠ Pa Humedad específica:

⎛ pv3 ⎞ kgv kgv w3 ≔ 0.62198 ⋅ ⎜―― = 0.017 ―― ⎟ ―― kga ⎝ pas3 ⎠ kga

Entalpia: TS3 = 32 °C

kJ kJ kJ h3 ≔ 1.006 ⋅ ((32)) ⋅ ― + ((2501 + 1.86 ⋅ 32)) ⋅ w3 ⋅ ― = 75.233 ― kg kg kg Volumen especifico: Pa ⋅ m 3 ⎛ TS3 ⎞ m3 ve3 ≔ 285 ⋅ ――― ⋅ ⎜―― ⎟ = 1.236 ―― K ⋅ kg ⎝ pas3 ⎠ kg Flujo Masico aire Exterior: m3 V3 = ⎛⎝4.2 ⋅ 10 3 ⎞⎠ ―― hr

h

V3 kg m3 ≔ ―― = 0.944 ― ve3 s

EFI1 = 0.546

Aire despues del enfriamiento adiabatico:

h2 - h1 TS2 - TS1 w2 - w1 EFI1 ＝ ――― ＝ ―――― ＝ ――― hw - h1 TSw - TS1 ww - w1 Igual a la temperatura hueda del punto 2 Aproximadamente:

TSw ≔ Th1 = 16.4 °C

TS2 ≔ EFI1 ⋅ ⎛⎝TSw - TS1⎞⎠ + TS1

TS2 = 19.853 °C kJ h2 = 56.308 ― kg

h2 ≔ EFI1 ⋅ ⎛⎝hw - h1⎞⎠ + h1 Propiedades a la salida del recuperador EFI2 = 0.45

kJ hw ≔ 55.3 ― kg

TS6 - TS3 EFI2 ＝ ――― TS2 - TS3 TS6 ≔ EFI2 ⋅ ⎛⎝TS2 - TS3⎞⎠ + TS3 TS6 = 26.534 °C

Como se trata de un recuperador seco la humedad especifica es constante en el proceso: kgv w6 ≔ w3 = 0.0168 ―― kga De carta Psicrometrica: Φ6 ≔ 55% kJ h6 ≔ 66.5 ― kg Flujo masico:

m3 ve6 ≔ 1.1372 ―― kg

kg m6 ≔ m3 = 0.944 ― s

Mezcla de corrientes: kg m8 ≔ m6 + m7 = 3.451 ― s m6 y62 ≔ ―― = 0.274 m8

m7 y72 ≔ ―― = 0.726 m8

kJ h8 ≔ y62 ⋅ h6 + y72 ⋅ h1 = 59.974 ― kg kgv w8 ≔ y62 ⋅ w6 + y72 ⋅ w1 = 0.0141 ―― kga TS8 ≔ 24.8 °C Φ8 ≔ 51% m3 ve8 ≔ 1.1261 ―― kg m3 V8 ≔ m8 ⋅ ve8 = ⎛⎝1.399 ⋅ 10 4 ⎞⎠ ―― hr

Caudal:

SALIDA BATERIA FRIA CON CONDENSACION. FB1 = 0.1 TBF ≔ Tsup = 10 °C

h10 - hBF w10 - wBF FB ＝ ―――＝ ―――― h8 - hBF w8 - wBF

Para Temperatura de bateria fria: TBF = 10 °C ΦBF ≔ 100%

kJ hBF ≔ 35.3 ― kg

kgv wBF ≔ 0.01 ―― kga

kJ h10 ≔ FB1 ⋅ ⎛⎝h8 - hBF⎞⎠ + hBF = 37.767 ― kg kgv w10 ≔ FB1 ⋅ ⎛⎝w8 - wBF⎞⎠ + wBF = 0.0104 ―― kga Φ10 ≔ 93% TS10 ≔ 11.5 °C m3 ve10 ≔ 1.0714 ―― kg

BATERIA CALIENTE: Teniendo en cuenta como llegan nuestras propiedades al punto de ingreso de esta es necesario contar con un equipo que baje las humedad con la que nos encontramos, tambien observando que los valores de extraccion de aire deben tener Propiedades similares a las de impulsion. FB2 ≔ 0.3 TBC ≔ 25 °C

h11 - hBF w11 - wBF FB ＝ ―――＝ ―――― h10 - hBF w10 - wBF

Para Temperatura de bateria fria: TBC = 25 °C

kgv w11 ≔ w10 = 0.0104 ―― kga kJ hBC ≔ 51.4 ― kg

kgv wBC ≔ 0.01 ―― kga

kJ h11 ≔ FB2 ⋅ ⎛⎝h10 - hBC⎞⎠ + hBC = 47.31 ― kg Φ11 ≔ 51% TS11 ≔ 21 °C m3 ve11 ≔ 1.1068 ―― kg

m3 V11 ≔ m8 ⋅ ve11 = ⎛⎝1.375 ⋅ 10 4 ⎞⎠ ―― hr

Sabiendo que para subir la humedad del sistema se necesitaria un bajo rendiminto en el lavador se decidio no utlizar este equipo por lo tanto TS9 ≔ TS11 = 294.15 K Φ9 ≔ Φ11 = 0.51 m3 V9 ≔ V11 = ⎛⎝1.375 ⋅ 10 4 ⎞⎠ ―― hr