Guía de Laboratorio N°3 - pregunta 1, 3,4, 5 PDF

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Carrera: INGENIERÍA INDUSTRIAL Asignatura: INGENIERÍA DE PROCESOS

LABORATORIO N° 1 PARÁMETROS DEL AIRE HÚMEDO: MEDICIÓN, INTERPRETACIÓN Y APLICACIÓN

OBJETIVOS: Al fnalizar la parte experimental y la entrega del informe, el alumno será capaz de:  Identifcar las variables fundamentales (parámetros) en los procesos de acondicionamiento de aire.  Utilizar instrumentos de medición de estas variables para determinar otras empleando tablas o diagramas psicrométricos.  Analizar un proceso de acondicionamiento del aire aplicando los balances de materia y energía. FUNDAMENTO TEORICO: El desarrollo de tecnología industrial, como los equipos de aire acondicionado, los secadores, los aparatos de refrigeración, ha requerido el estudio de varios procesos que tienen lugar con aire húmedo; el aire húmedo es una mezcla aire-vapor de agua; estos procesos conllevan operaciones de calentamiento o enfriamiento, humidificación o deshumidificación. El análisis y solución de los problemas que se presentan con estos procesos requiere la aplicación de: a) El principio de conservación de la masa, b) El principio de conservación de la energía y c) El conocimiento de la información de las propiedades del aire húmedo (mezclas aire-vapor de agua). Lectura: Balance de materia y energía en operaciones con aire húmedo. PARTE EXPERIMENTAL: 1) Prender el equipo de aire acondicionado, activar el ciclo de refrigeración para obtener aire frío y fjar un caudal. 2) Tomar datos de temperatura de bulbo seco y bulbo húmedo del aire atmosférico (entrada) y del aire frío (salida) y la caída de presión con el manómetro de agua con la cual se calculará el fujo de masa. 3) Haga girar el instrumento varias veces, luego de lo cual anote las temperaturas de bulbo seco y bulbo húmedo. INFORME: 1) Describa los instrumentos de medición utilizados. 2) Utilizando el diagrama de humedad determine la humedad absoluta, la humedad relativa y el punto de rocío del aire atmosférico. 3) Represente en un diagrama de humedad, el proceso seguido por el aire. 4) Determine el fujo másico de agua condensada de darse el caso, por el enfriamiento del aire atmosférico. 5) De qué otra manera se podría aprovechar el equipo de acondicionamiento de aire, con sus instrumentos de medición para realizar alguna corrida experimental que permita llegar a conclusiones importantes en cuanto al estudio del aire húmedo. 6) Resuelva el problema de aplicación que su profesor le entregará. Presente sus cálculos de manera ordenada y secuencial. Escriba unidades en sus resultados. BIBLIOGRAFÍA: Cengel, Y. A., & Boles, M. A. (2009). Termodinámica (Sexta ed.). México D.F.: McGraw-Hill Interamericana. Felder, R. M., & Rousseau, R. W. (2004). Principios elementales de los procesos (Tercera ed.). México: Limusa.

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PARÁMETROS DEL AIRE HÚMEDO: MEDICIÓN, INTERPRETACIÓN Y APLICACIÓN

Datos experimentales

EQUIPO: 7 HORA: DATOS: Tbulbo seco ( °C ) Aire atmosférico 23.1 (entrada) Aire frío 13.2 (salida)

PRESIÓN BAROMÉTRICA: 746mm Hg

Integrantes del grupo: Nestor Andres Abanto Farfan Jorge azaña castillo Fredy George Paquiyauri Janampa Brandon Kent Tito Huamaní

Tbulbo húmedo ( °C )

P (mm H2O)

V (m3/h)

18.3 12.9

9mm H2O 170

INFORME 1) Describa los instrumentos de medición de TEMPERATURA, PRESIÓN, CAUDAL Los instrumentos usados en la medición son: Instrumento que se utiliza para medir la presión atmosférica es el barómetro. El manómetro se encarga de medir la presión manométrica entre 2 puntos. La termo cupla es un sensor para medir lo que es la temperatura y se elabora a partir de 2 alambres de diferentes materiales ayuda a medir la temperatura de entrada y de salida.

2) Con los datos experimentales obtenidos y usando el diagrama de humedad adjunto, determine la humedad absoluta, la humedad relativa, humedad molar, temperatura de rocío del aire atmosférico. Grafique en el diagrama los trazos realizados en cada caso.

3) Represente el proceso de enfriamiento en el diagrama adjunto trazando con línea continua la trayectoria seguida por el aire. Indique la diferencia de humedad y de humedad relativa cuando el aire se enfría. Comente ∆HR = 𝐻 𝐻2 −𝐻𝐻1 ∆HR = 100% − 65% = 35% ∆HAB = 𝐻 𝐻𝐻1 − 𝐻𝐻𝐻2 ∆HAB = 0.0115 −0.0095 = 0.002 Kg H2O / Kg As

4) Determine el fujo de agua condensada, de darse el caso, por el enfriamiento del aire atmosférico.

VAH=(

8.314 ×(13 + 273 ) 1 0.0 .95 + )× 29 101.325 Kpa 18 746 × 760 mhg

VAH=0.8368

m 3 AH kgAs

V=170 m3/h

170 m 3 V h = =203.155 kgAs /h VAH m 3 HA 0.8368 kgAs Fh 2 o =FAs (H 1−H 2) Fh 2 o =203.155 ( 0.0115− 0.0095)

5) PROBLEMA DE APLICACIÓN: Un sistema de aire acondicionado consiste de dos etapas. En la primera el aire atmosférico, a 30°C con 65% de humedad relativa es enfriado hasta 14°C. Este aire es calentado en una segunda etapa hasta 24°C. Por cada 10 m3 de aire atmosférico: a) Muestre el proceso o trayectoria seguida por el aire en el diagrama adjunto. b) Calcule los kilogramos de agua condensada. c) Halle los m3 de aire acondicionado (aire a 24°C). d) Determine los kWh de energía requerida en el calentamiento

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