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• Katherin Verduga

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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA OPERACIONES UNITARIAS 3 PRÁCTICA N°1: Propiedades Psicométricas Semestre: Paralelo: Estudiante: Profesor: Fecha de entrega:

RESUMEN

PRÁCTICA # 1 PSICROMETRÍA Y CALOR SENSIBLE 1. OBJETIVOS 1.1. Investigar el uso de las cartas psicométricas, midiendo el efecto de la Temperatura en la humedad 1.2. Investigar el calor sensible del aire en un ducto 2. TEORÍA 2.1. Propiedades psicrométricas

2.1.1. 2.1.2. 2.1.3. 2.1.4.

Temperatura del bulbo húmedo Temperatura de roció Humedad Relativa Humedad especifica

2.2. Ecuaciones psicométricas 2.3. Carta psicrométrica 3. PARTE EXPERIMENTAL 3.1. Equipos 3.1.1. Unidad Armfield “RA2 air conditioning” 3.1.2. PC con software RA2 software 3.1.3. Barómetro (opcional) 3.2. Sustancias y reactivos 3.2.1. Aire atmosférico 3.2.2. Agua 3.3. Procedimiento Experimento A psicrometría 3.3.1. 3.3.2. 3.3.3. 3.3.4. 3.3.5. 3.3.6.

Definir la unidad de ventilación al 40%, a su vez el control PID1 T2=28°C y PID3, T4=20°C Medir la presión barométrica, o utilizar 540 mmHg para el caso de Quito Activar la unidad de refrigeración Estabilizar el equipo en t=15 min, sin recolectar datos aún. Dentro del software configurar la toma de datos, icono configuración en automático cada t=10s y continuo, la adquisición de datos realizar después de estabilizar el equipo. Guardar los archivos del experimento en formato Excel y formato predeterminado del software

Experimento B Calor sensible 3.3.7. 3.3.8.

Definir la unidad de ventilación al 60%, a su vez el control a manual del pre calentador al 30%, dejar que se estabilice, el resto de equipos mantener apagados. Dentro del software configurar la toma de datos en modo manual en periodos entre 2030 s, y la adquisición de datos, después de estabilizar el equipo.

3.3.9.

Cambiar manualmente mediante el software al pre calentador cada 10% hasta llegar a 100%

4. DATOS 4.1. Datos

Datos

Tabla 4.1.-1 Datos Experimento A psicrométrica Tn;(RHn) Atmospheric Pressure P [kPa]

Fan Setting [%]

Relative Humidit y RH1 [%]

Temp T1 [°C]

Relative Humidit y RH2 [%]

Temp Relative Humidit T2 y [°C] RH3 [%]

Temp Relative Humidit T3 y [°C] RH4 [%]

Temp T4 [°C]

1 2 3 4 5 6 7 8

Datos

Tabla 4.1.-2 Datos Experimento A psicrométrica Humedad y; entalpía h; volumen específico V Humidity Ratio x1

Enthal py of Mixtur e h1 [kJ/kg]

Specif ic Volu me V1 [m³/k g]

Humidity Ratio x2

Enthal py of Mixtur e h2 [kJ/kg]

Specif ic Volu me V2 [m³/k g]

Humidity Ratio x3

Enthal py of Mixtur e h3 [kJ/kg]

Specif ic Volu me V3 [m³/k g]

Humidity Ratio x4

1 2 3 4 5 6 7 8

Tabla 4.1.-3 Datos adicionales Pw* en función de T media Experimento A Pw*(mmHg)

Fuente

T

Enthal py of Mixtur e h4 [kJ/kg]

Specif ic Volu me V4 [m³/k g]

Tabla 4.1.-4 Datos Experimento B calor sensible Tn;(RHn) PreHeat Heat Transfer [W], PreHeat Electrical Power [W] n

P atm [kPa]

Fan Setting

Relative Humidity RH1 [%]

[%]

Temp T1 [°C]

Relative Humidity RH2 [%]

Temp T2 [°C]

PreHeat Setting [%]

Enthalpy of Mixture h1 [kJ/kg]

Enthalpy of Mixture h2 [kJ/kg]

Mass Flow Rate [kg/s]

PreHeat Heat Transfer [W]

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

5. CÁLCULOS 5.1. Variables de proceso y propiedades fisicoquímicas promedio: Temperatura y Humedad promedio Humedad absoluta, entalpia y volumen especifico, 𝑉𝑃𝑛∗ =

∑𝑖 𝑉𝑎𝑟𝑖𝑎𝑏𝑙𝑒 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑐𝑒𝑠𝑜 𝑖 𝑛

𝑃𝐹𝑄𝑛∗ =

# 𝑑𝑎𝑡𝑜𝑠 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎

EC: 5.1-1

∑𝑖 propiedad fisicoquímica 𝑖 𝑛 # 𝑑𝑎𝑡𝑜𝑠 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎

EC: 5.1-2

5.2. Propiedades fisicoquímicas del aire humedad absoluta y, entalpía h, volumen especifico, nota pw* es función de T de tablas de vapor 𝑝𝑣

𝜑 = 𝑝𝑤∗ EC: 5.2-1

𝑝𝑣

𝐾𝑔 𝑣𝑎

𝑦 = 0,62 ∗ 𝑝−𝑝𝑣 [𝐾𝑔 𝑎𝑖𝑟𝑒] EC: 5.2-2

ℎ = (0,24 + 0,46𝑦) ∗ 𝑇 + 597,2 ∗ 𝑦 [

1 𝑦 8,134 𝐾𝑃𝑎∗𝑚3 𝑇 + )∗ ∗ 29 18 𝑘𝑚𝑜𝑙∗𝐾 𝑃

𝑣𝑒𝑠𝑝 = (

𝐾𝑐𝑎𝑙 ] 𝐾𝑔

𝑚3

EC: 5.2-3

[ 𝐾𝑔 ] EC: 5.2-4

PreHeat Electrical Power [W]

5.3. Cálculo de la Parte B calor transferido en el pre calentador 𝐾𝐽

𝑞 = (ℎ2 − ℎ1) [𝐾𝑔] ∗ 𝑔′ [ T=T2-T1

𝐾𝑔 ] 𝑠

EC: 5.3-1

EC: 5.3-2

6. RESULTADOS Tabla 6-1 Resultados de Variables de proceso y propiedades fisicoquímicas promedio Humedad Relativa RH1

T1 ºC

y1 Kg h1 va/Kg KJ/kg aire seco

Humedad Relativa RH2

T2 ºC

V1 esp y2 Kg h2 m3/Kg va/Kg KJ/kg aire seco

Humedad Relativa RH3

T3 ºC

V2 esp y3 Kg h3 m3/Kg va/Kg KJ/kg aire seco

Humedad Relativa RH4

V3 esp y4 Kg h4 m3/Kg va/Kg KJ/kg aire seco

Tabla 6-2 Resultados de propiedades fisicoquímicas calculadas Humedad Relativa RH1 pv mmHg

y1 Kg va/Kg aire seco

Humedad Relativa RH2 pw* mmHg

h1 KJ/k g

V1 esp m3/K g

Humedad Relativa RH3

pv mmHg

pw* mmHg

y2 Kg va/ Kg aire seco

V2 esp m3/ Kg

h2 KJ/ kg

y3 Kg va/ Kg aire seco

Humedad Relativa RH4

pv mmHg

pw* mm Hg

pv mmHg

h3 KJ/ kg

y4 Kg va/K g aire seco

h4 KJ/ kg

V3 esp m3/ Kg

V4 esp m3/ Kg

Tabla 6-3 Datos para gráficos de, calor transferido, potencia eléctrica al calentador y T n

PreHeat Setting [%]

1 2

Enthalpy of Mixture h1 [kJ/kg]

Enthalpy of Mixture h2 [kJ/kg]

Mass Flow Rate [kg/s]

PreHeat Heat Transfer [W]

T4 ºC

PreHeat Electrical Power [W]

T2T1

pw* mm Hg

V4 esp m3/Kg

3 4 5 6 7 8 9 10

7. DISCUSIÓN 8. CONCLUSIONES 9. APLICACIONES INDUSTRIALES 10. BIBLIOGRAFIA 10.1. Citas Bibliográficas 10.2. Referencias Bibliográficas 11. AEXOS 11.1. Reporte fotográfico, diagrama equipo 11.2. Calor transferido al precalentador f(T) 11.3. Potencia eléctrica en precalentador f(T) 11.4. Carta psicrométrica