Cartas psicrometricas Quimbiamba Edison

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA LABORATORIO DE TERMODINÁMICA

PRÁCTICA # 1 MEDICIÓN DE TEMPERATURAS Y USO DE CARTAS PSICROMÉTRICAS

DATOS GENERALES Período: Grupo de laboratorio: GR2 Nombre: Quimbiamba Nombre: Quimbiamba Edison Fecha de realizació realizació n:

DATOS MEDIDOS 1.- Medición de Temperatura empleando varios equipos TEMPERATURAS MEDIDAS PARA INSTRUMENTO DE PUNTO DE PUNTO DE MEDICIÓN FUSIÓN EBULLICIÓN [ºC] [°F] [ºC] [°F] Termómetro de Mercurio 1 33.8 92   192 Termómetro Bimetálico 4.4  24 Medidor Fluke (Termocupla K) -0.5  92  Pirómetro 0.9 33.6 88  Sensor analógico (K), -17.78 0 71.11 160 Referencia Interna Sensor analógico (K), -6.67 20 93.33 200 Referencia Externa 2.- Temperatura Ebullición del agua con Termocuplas (Referencia Externa) Medición Directa Usando Voltaje y Tablas TERMOCUPLA No. TIPO T [ºC] mV [mV] T [ºC] 1 K (Termocupla) 90 2.77  68 2 J (Termocupla) (Termocupla) 90 3.4  65 90.5 3 T (Extensión) 2.8 68 90 4 E(Extensión) 4.05 66 5  3.- Temperatura Ebullición del agua con Termocuplas (Referencia Interna) Medición Directa Usando Voltaje y Tablas TERMOCUPLA No. TIPO T [ºC] mV [mV] T [ºC] 1 K (Termocupla) 91 8.67  90 2 J (Termocupla) (Termocupla) 92 4.75  91 92 3 T (Extensión) 3.86 91 91 4 E(Extensión) 5.58 89 5  Página 1 de 8


4.- Condiciones Ambientales (Psicrometría) DATOS UNIDADES Temperatura bulbo seco Tbs [°C] Temperatura bulbo húmedo Tbh [°C] Humedad relativa Ø [%] Contenido de agua w [kg a/kg a.s.] Volumen específico v [dm3/kg a.s.] Entalpía específica h [KJ/kg a.s.] Temperatura de rocío T [°C] Presión atmosférica Patm [psia]

PSICRÓMETRO *22

MEDIDOR DIGITAL *23

*18 75

19.3 *54

1250 64 19

5.- Carta psicrométrica

Temp. Bulbo seco [°C] ● Temp. Bulbo húmedo [°C] ● Humedad relativa [%] ● Entalpía específica [kJ/kg] ● Contenido de agua [kg/kg] 3 ● Volumen específico [m /kg] ●

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1250 68 18 20,4 psia (2800msnm)


INFORME

1. Llenar la hoja de datos, incluye la carta psicométrica. (Identifique claramente los puntos encontrados). encontrados).

2. Consulte que es es la temperatura temperatura de rocío y como calcularla empleando empleando las cartas psic rométricas. Calcule Calcule la temperatura de rocío con l a carta provist a en en la hoja de datos, para las siguientes condic iones: El punto de roció es el valor al que debe descender la temperatura del aire para que el vapor de agua existente comience a condensarse. El punto de roció puede calcularse directamente con los datos de la temperatura y humedad relativa existentes en un momento dado. Tbs=30 °C y Tbh=15°C  Trocio= 9 Tbs=40 °C y Tbh=40°C  Trocio= 24 Tbs=20 °C y %HR=70%  Trocio= 14.5 Tbs=16 °C y %HR=100%  Trocio= 2

3. Explique si la temperatura temperatura de bulbo húm edo puede puede ser ser mayor que la de bulbo seco y bajo qué condic ión(es) marcan el el mism o valor. La temperatura del bulbo húmedo no puede ser mayor que la temperatura del bulbo seco debido a que al proporcionarse una corriente de aire el agua se evapora más o menos rápido dependiendo de la humedad relativa enfriándose más cuando menor sea esta debido al calor latente de evaporación del agua. El bulbo seco y húmedo marcan el mismo valor si los datos tomados fueran en un ambiente completamente seco. 4. Definir brevemente en sus palabras los siguientes términos referidos a inst rumentos de medida: a. Rango: Límite de valores de medición que un instrumento es capaz de leer. La dimensión que se mide debe estar dentro del intervalo admisible del instrumento. b. Sobre-rango:

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c. Amplitud o alcance: intervalo de la escala obtenida por una posición dada de los controles de un instrumento de medición, este alcance es normalmente expresado en términos de sus límites inferiores y superiores. d. Resolución o apreciación: Es la menor división que se puede observar en un instrumento instrument o de medición. e. Sensibilidad: Es la relación entre el desplazamiento desplazamient o de la marca en un aparato y la variación de la magnitud, observada endicho aparato y la variación de la magnitud de medida que ha provocado dicho desplazamiento. f. Precisión (acurracy): Se refiere a la dispersión del conjunto de valores obtenidos de de mediciones repetidas de una magnitud. Cuando menor es la dispersión mayor es la precisión. g. Exactitud (precision): (precis ion): Se refiere a que tan cerca del valor real se encuentra el valor medido. h. Fiabilidad (reliability): Probabilidad del buen funcionamiento funcionami ento de algo, en la metrología es nos indica la coherencia de los datos obtenidos de varias mediciones.

5. Para Para cada cada uno de los instr umentos de medición list ados a conti nuación indiqu e un ejemplo en el el cual recomiende su uso f rente a las demás demás opci ones. Justif ique su respuesta. a. Pirómetro: Pirómetro : Este instrumento podemos usarlo para la medición de temperatura temperatu ra de metales incandescente tal es el caso de las fundiciones debido a que este dispositivo es capaz de medir la temperatura de una sustancia sin necesidad de estar en contacto con ella. b. Termistor: Un termistor termistor es una resistencia, resistencia, o el tipo tipo de sensor utilizado utilizado para regular y medir la temperatura, como el calor y el frio es usado frecuentemente en aplicaciones automotrices para controlar la temperatura del aceite y refrigerante también un termistor termist or es el encargado de regular la batería. c. Termocupla: Termocup la: las termocuplas son usadas en la industria de alimentos en general en envasados, pasteurizado, cocción. conservación de alimentos. d. RTD: son sensores de tempera temperatura tura resistivos resistivos en ellos se aprovecha el efecto que tienen la temperatura en la conducción de los electrones para que ante un aumento de temperatura haya un aumento de resistencia eléctrica. Las aplicaciones más comunes Página 4 de 8


son la inyección de plástico, procesos alimenticios, procesos industriales. Equipos de empaque.

6. Según su criterio explique si el medidor analógico de temperatura (de aguja) se debe usar en referencia interna o externa. Explique Este instrumento instrument o de medida se lo puede usar en referencia externa para evitar errores en la medida de temperatura temperatur a de la juntura deseada, para que el voltaje generado por la nuevas junturas no afecten al circuito .

7. Realice Realice las siguientes conversiones de unidades: 20 °C  68 °F 301,15 K  28 °C 520 R  60.33 °F 86 °F  303.15 K

15 ∆62 ∆162 ∆14.4 ∆

°C  °C  °F  °F 

27 °F K ∆ 125.6 ∆90 °C R ∆108 ∆

8. Usando la tabla de referencia referenci a adjunt a (para una termocupla tipo E) determine la temperatura a partir del voltaje medido en referencia externa. (de ser necesario interpole) Milivolt Miliv olt aje (mV) -9.017 -1.709 16.838 53.15

Temperatura (°C) (°C) -200 -20 232.9 700.5

9. Realizar Realizar las cur vas mV vs. T para cada una de las termo cuplas cup las usadas en la práctic a. Emplee Emplee los d atos de mil iVoltaje obtenidos en referencia referencia externa. (NOTA: Asuma un comportamiento lineal, usando dos puntos : 1.A 1 .A una temperatura igual a la de referencia el voltaje es cero, es decir a 0°C el voltaje es 0 V, y 2. El voltaje y temperatura medidos en el agua en ebullición) (Se incluye un gráfico de ejemplo)

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10. 10. Interpretando l as c urvas obtenidas indiq ue, para el rango de temperaturas empleado en la práctica, cuál termocupla presenta una mayor sensibilidad. Explique. La termocupla que tienen mayor sensibilidad es la tipo T ya que está trabajando con pequeñas cantidades cantidade s de voltaje lo cual facilita la lectura de temperatura con mayor grado de precisión, también debemos tomar en cuenta la aplicación a la cual sea sometida la termocupla. 11. Consulte y dibuje la manera más adecuada de medir temperatura en una placa o tubería metálica. Termopar Dado que es desmontable, el termopar puede ser fácilmente reemplazado sin rectificado o soldadura. Está diseñado para alto flujo de calor o aplicaciones difíciles incluyendo también exposición a las llamas.

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Los componentes del producto product o que se sueldan al tubo pueden ser enviados previamente a petición al fabricante de horno de la tubería. Esto resulta ventajoso en el caso de tubos especiales incluidos los tubos de fundición.

12. 12. Consul Consul te y dib uje como conectar una extensión d e termocupla a una termocupl a.

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ANÁLISIS ANÁ LISIS DE RESULTADOS RESULTA DOS •

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Las termocuplas tipo T son las más sensibles para medición de temperatura debido a que trabaja con bajos voltajes. Con el uso de cartas psicométricas psicométric as podemos determinar las condiciones ambientales ambientale s de nuestro medio de una manera sencilla, precisa y rápida. Cada instrumento de medida es más o menos preciso dependiendo de la aplicación que le demos y el rango en el cual vamos a obtener los resultados.

CONCLUSIONES •

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Cada instrumento de medida es más o menos preciso dependiendo de la aplicación que le demos y el rango en el cual vamos a obtener los resultados. Para aplicaciones en el campo o en la industria la referencia referenc ia interna es la más usada y más conveniente. Mientras más sea el valor de la humedad relativa más difícil es enfriar en medio.

BIBLIOGRAFÍA Termodinámica de yunus A. Cengel, Michael A.Boles-7ma Edicion. Instrumentación Instrumentación eléctrica de temperatura Gayesco Temperatura especialista especialista http://www.smar.com/espanol/articulo-tecnico/medicion-de-temperatura

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