TALLER # 1 REFRIGERACION
PRESENTADO AL INGENIERO:
CARLOS AMARIS
INTEGRANTES:
OSVALDO DE LUQUE
LUIS VEGA
JAMIR MEZA
WILSON MANTILLA
JORGE GOMES GENEZ
CORPORACION UNIVERSITARIA DE LA COSTA CUC
BARRANQUILLA
2016
1) ¿Cuánta energía hay que suministrar a 2 kg de agua para aumentar su temperatura de 20 a 50ºC?
M=2Kg
T1= 20 C
T2= 50 C
Energía=mcp T
2Kg *4180j/Kg(50-20) C
= 60Kg *418j/Kg
=250.8Kj
2) ¿Determinar la potencia transferida a un caudal de agua de 0,4 kg/s si el agua entra a 80ºC a una caldera y sale a 90ºC?
Q=cm( T)
Q=4180j/Kg * 0.4Kg(90-80)
Q=16.72 j
3) ¿Cuánto calor es necesario suministrar a 500 gr de agua pura que están a 20 ºC para que se convierta en vapor si la presión es de 1atm?
m=500gr
T1=20
Energía E= mcv
Q1= mcp T
=0.5Kg*4180j/kg(100-20)
=40kg C * 4180j/kg
=167.2 kj
Q2= mcv
0.5kg × 2260kj/kg
=30 kj
Qt =Q1+Q2
=167.2kg +1130 kj
=1297.2kj
4) ¿Cuánto calor es necesario suministrar al vapor de agua del ejercicio anterior para que se convierta en vapor sobresaturado a 150 ºC?
m= 0.5 kg
T1= 100 C
T2 =150 C
0.5kg *150 C* 1.84kj/kg k
=25kg/kg *1.84kg/kg
=46kg
5) A 25ºC y 100 kPa, la presión de saturación del agua vale 3,1698 kPa. ¿Cuánto es la humedad específica?
Ws=0.62198Ps(25 C)Pt-pvs(25C)
Ws=0.621983166.1 Pa101325Pa-31661Pa
Ws= 0.02006 kg/k
6) ¿Cuál es la densidad del aire seco a 1 atm y 25 ºC?
d=PMRT
101325Pa*10.9*10-2kg/mol
8.3144 *10-3Kj/k.mol 298.5k
101325N/m228.5kg/mol2.4818 kg/mol
=1.163 kg/m
7) ¿Cuál es la entalpía del vapor de agua a 30ºC?
Hv=Cf Tref + CPV(Ts-Tref)
Hv=2501kj/kg+1805Kj/Kg C(30 C- 0 C)
Hv=2501Kj/Kg+54150Kj/kg
Hv=56651kj/kg
8) 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.
w=0,62198pvpt-pv
pvs@20=2337.0pa
HR=Φ%=100pvpvs
pvs=Φ%100pvs
ps=201002337.0 pa=467,4pa
w=0,62198467,4pa101325pa-467,4pa
w=0,00288kgkg
9) Calcular la entalpía del aire atmosférico a 30ºC si la humedad específica es de 25 gr/kg
h=(Ts+w(2501+1.805*Ts)
h=30 C+25gr/kg(2501+1.805*30)
h=30 C+ 0.025kg/kg(2501+1.805*30 C)
h= 93.878kj/kg
10) . Un local de 75 m3 contiene aire a 25 ºC a una presión de 100 kPa con una humedad relativa del 75%. Determinar:
a) La presión parcial del aire seco
P=Pa+Pv
Pa=P-Pv
Pv=Q*Pa
Por la tabla de Ps a 25 C es de 3.169Kpa
Pv=0.75*3.169kpa
Pv=2.377kpa
Pa=100Kpa – 2.377kpa
Pa=976kpa
b) La humedad específica
w=0,62198pvpt-pv
pvs@25=3166,1 pa
HR=Φ%=100pvpvs
pvs=Φ%100pvs
ps=751003166,1 p pa=2374.575pa
w=0,621982374.575pa101325pa-2374.575pa
w=0,01492kgkg
c) La entalpía del aire húmedo
h=ha+w*hv
h=cp*T+hv
h=1.005*25 C+0.0152*2547.2
h=63.84kj/kg
d) Las masas de aire seco y vapor de agua en el local.
ma=Pa*VaRa*T=97.62*750.287*298
ma=85.61kg
mv=Pv*VvRv*T=2.38*750.4615*298=
mv=1.3kg
11) Una mezcla de aire y vapor de agua se someten a una presión de 14.6 Psia en un sistema de acondicionamiento de aire, con una temperatura de bulbo seco de 92 ºF, posee una humedad relativa de 45 %, Determine utilizando el diagrama psicométrico y el método analítico; las siguientes propiedades:
P=14.6
Psi= 1atm
T=9.2f=33 C
e Psat kpa
30 C 14.246
33.3 C x
35 C 5.628
Pv=φ pg= 0.45(5.1581) = 2.32kpa = 0.023 bar
W=0.622*2.32kpa104.43kpa-2.32kpa=0.014kg/kg
Pa=P-Pv=(101.325-235) =99kpa
=RTPa=0.287*306.3k99kpa=0.888m3/kg
h= cp*T+w*hg
cp=1.005
T= 33.3 C hg/33.3 C=2562.2 kj/kg
X=2532.2kj/kg
h=1.005kjkg*33.3+0.014*2562.2kjkg=69.33kjkg
12) Determinar el calor sensible y latente de una muestra de aire que está a 24ºC y con una humedad relativa del 50% si la presión atmosférica es de 1atm
QT=QT-QB
psat@24 =2,9858kpa
pv=Φpsat
pv=0,5×2,9858kpa=1,4929kpa
hv=2545,4j
w=0,62198pvpt-pv
w=0,621981,4929kpa101kpa-1,4929kpa=0,0093315kgkg
ha=24,214kjkg
cs=24,214kjkg
cl=whv
cl=23,676kjkg
%sensible=50.56%
%latente=49.44%
13) Una habitación contiene aire a 20ºC con una humedad relativa del 75%. Determinar la temperatura de los cristales de las ventanas a la cual se condensará vapor de agua en ellos.
TP1=Tsat Pv
Pv= Pg 20
Pv=(0.75)(2.337 Pa)
Pv=1753.75 Pa
TPv=15°C
14) Se tiene aire atmosférico a 1 atm y temperaturas de bulbo seco y bulbo húmedo de 78ºF y 64ºF 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
78 =25.56
64 =17.78
47%
13%
9.6kg aire seco
h=49.5kj/kg
e 0.05=> 4.6 cm
x=0.0 cm
x=8.69*10-2
=0.85+8.69*10-2=0.86m3/kg
15) Una cámara frigorífica para almacenamiento se mantiene a una temperatura de 10°C y una humedad relativa del 80%. El caudal de aire sobre el evaporador es 30.000 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 100 kW. Calcular la cantidad de agua de condensado que se forma en el evaporador en una hora.
ti=10 pvs@10=1,28kpa
ps=Φpsat
ps=0,8×1,2282kpa=0,98256kpa
w=0,62198pvpt-pv=0,621980,98256kpa101kpa-0,98256kpa=0,00611kgkg
ha=10,02kj/kg
hvi=2519,4kjkg
hi=ha+whiv
hi=25,36kjkg
σ=pRti=1,2475kgm3
m=σv=10,4kgs
Q=mh1-h2
h2=15,686kjkg
usado la carta diagrama
Φ=79.01%
w0=4,28gkg
mc=0,01871kgs
En una hora mc = 67,356 kg
16) Determinar la potencia necesaria para calentar un caudal másico de aire de 1 kg/s a 10 ºC y una humedad relativa del 20% 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).
T=1kg
T=100
ϕ=20%
P1=1atm=101325kpa
Ma(1+ωi)=ma(1+ω0)
ωi =ω0
Balance de energía
Ti=10 =283k hai=283,136kjkg
T0=25 =298k has=298,18kjkg
ϕ=PvPs
Pv=ϕ
ω=0,622ϕ iPsP+ϕiPs
At=10
Psati= 1,2281kpa
ωi=1,511grkg=ω0
ϕ=PvPsat=0,2473,1698*100%=7,79%
Ti=10
P = 0,247kpa
ω=mvma
maω+1=mt
ma=mtω+10,9985kgs
ϕ0=7,72%
17) En un proceso de enfriamiento sensible, el aire a 32ºC y 50% de humedad relativa es enfriado hasta 22ºC. Utilizando el diagrama psicométrico, determinar la variación de entalpía del proceso y la humedad relativa del aire enfriado. ¿Cuánta potencia sería necesaria para enfriar un caudal de aire de 5400 m3/h?
Ti=32
ϕi=50%
Pv=ϕ Psat=2,3798kpa
ϕ0=PvPsat=89,96%
m=v*σ=1,695kgs
Q=mh1-h2
Q=17,52 kw
h1=70,546kjkg
h2=60,210kjkg
vi=1σ=0,885m3kg
σ=1,13 kgm3
h1-h2=10,336kjkg
18) Un sistema de climatización toma aire exterior a 10ºC y 30% de humedad relativa a un ritmo de 0,75 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 psicométrico, determinar: a) La potencia requerida en la batería de calentamiento. b) La cantidad de agua diaria consumida por el humidificador si funciona continuamente.
Ti= 10
T0= 25
ϕ0= 60%
ϕ =30 %
vi=0,75 m3kg
vi=0,805 m3kg
h1=15,715 kjkg
w1=2,28 grkg
m=σv=V1v1=0,932 kgs
Qcol= mh2-h1=11,28kw
magua=mw2-w1=1,85468gs
Agua diaria=160,24kgdia
19. Un caudal de aire de 0,25 m3 /s a 1 atm, entra con una temperatura de 30ºC y una humedad relativa del 80% a una batería de enfriamiento. El aire sale completamente saturado a una temperatura de 14ºC. Determinar la potencia extraída por la batería de enfriamiento y la humedad eliminada del aire suponiendo que toda el agua condensada se recoge a 14ºC.
ma1+w1=ma(1+w0)+mc
mah1+whv1=mah2+w0hv0+mchf+Q
psat=4,2469 kpa pv=3,39kpa
w=0,62198pvpt-pv
w1=0,0216kgkga
w0=0,010kgkg
pv=psat=1,61018kpa
mc=w1-w2=ma 0,0116
ρ1=pvs+ρv
ρvs=0,824332kgm3
pv=PRT=1,164
20).Una corriente de aire a 40ºC y 20 % de humedad relativa pasa por un pulverizador y sale con una humedad relativa del 80 %. Determinar la temperatura del aire a la salida y la temperatura mínima a la que se podría enfriar.
Temp-fria(22 )
HR=100
Temp-pulv(25,5 )
HR 80
Inicio 40C
Hr 20
