Guía de Laoratorio N°3 - Aire acondicionado - Ingeniería de Procesos PDF

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Carrera: INGENIERÍA INDUSTRIAL Asignatura: INGENIERÍA DE PROCESOS LABORATORIO N° 1 PARÁMETROS DEL AIRE HÚMEDO: MEDICIÓN, INTERPRETACIÓN Y APLICACIÓNOBJE T I V OS: Al fnalizar la parte experimental y la entrega del informe, el alumno será capaz de:  Identifcar las variables fundamentales (parámetros...

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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:

Sistema de aire acondicionado

HORA: 13:00 pm DATOS: Tbulbo seco ( °C ) Aire atmosférico (entrada) Aire frío (salida)

Tbulbo húmedo ( °C )

24.9

18.7

12.9

12

P (mm H2O)

17

V (m3/h)

caudal

PRESIÓN BAROMÉTRICA: patm = 744.6 mmHg

Integrantes del grupo: _____________________________________________

INFORME 1) Describa los instrumentos de medición de TEMPERATURA, PRESIÓN, CAUDAL

Temperatura: Para medir la temperatura, podemos observar que hay dos termocuplas (sensor de temperatura, al aplicar calor o frío en el punto de intersección de ambos extremos se genera un voltaje muy pequeño), una nos da la temperatura de bulbo seco y otra de bulbo húmedo (medir la temperatura húmeda del aire). Presión: Para medir la presión se utiliza un barómetro de mano, el cual registra la presión de la atmósfera. Caudal: utilizado un manómetro diferencial, es un aparato que indirectamente mide el caudal, esta echo de un capilar graduado, en su interior está lleno de un agua coloreada de color anaranjado, en su parte superior hay una sonda que está conectada a la salida del aire, por la sonda se ingresa el aire donde se hace una muestra del aire que sale, cuanto mayor es el caudal mayor desplazamiento hay. Con los resultados obtenidos se lleva al gráfico. 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. Cuanto vale la Humedad Cuanto vale la humedad absoluta La humedad relativa La humedad molar Temperatura Punto rocio

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

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

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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