Informe Psicrometria Lem 4

8/11/2019 Informe Psicrometria Lem 4

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTNOMA DE MXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLAN

LABORATORIO EXPERIMENTAL MULTIDISCIPLINARIO IV

INFORME EXPERIMENTAL.

PSICROMETRA

ALUMNOS: ASCENCIO FLORES LUIS ALBERTO

ESCAMILLA MEJIA YESENIA

MONTERO GUIDO GRECIA

SANDOVAL VZQUEZ JUAN FRANCISCO MARQUEZ VELZ DIANA JAZMN

MARTNEZ GARCA MONTSERRAT

GRUPO: !"#

PROFESOR: ESTRADA LUCAS EDILTRUDIS

FEC$A DE ENTREGA: %NOV%&''(


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PSICROMETRA

OBJETIVOS:

Comprender el significado de la temperatura de bulbo hmedo las condiciones

necesarias para su medici!n" #amiliari$arse con las propiedades m%s importantesde las me$clas aire&'apor de agua el uso de la carta psicrom(trica"Comprender la importancia de la temperatura de bulbo hmedo para una torre deenfriamiento"

INTRODUCCI)N

)efinimos Psicrometr*a como una rama de la ciencia +ue trata de las propiedadestermodin%micas del aire hmedo del efecto de la humedad atmosf(rica sobre los

materiales sobre el confort humano" Este aire, conocido como aire hmedo est%constituido por una me$cla de aire seco 'apor de agua, donde el aire seco estacompuesto por -itr!geno, O.*geno )i!.ido de carbono, como se sabe, el aire tiene lacapacidad de retener una cantidad 'ariable de 'apor de agua en relaci!n a la temperaturadel aire, a menor temperatura, menor cantidad de 'apor a maor temperatura, maorcantidad de 'apor de agua/ a presi!n atmosf(rica constante"

0os procesos de calefacci!n, refrigeraci!n, humidificaci!n deshumidificaci!n +uetienen lugar en el acondicionamiento del aire modifican la condici!n del aire desde larepresentada por el punto de estado inicial en el %baco hasta una condici!n diferente,representada por un segundo punto en el %baco"

E.isten cinco procesos posibles1

2" Procesos de calor sensible constante 3indicados por una temperatura de bulboseco constante4"

5" Procesos de calor latente constante 3indicados por un contenido de humedadconstante una temperatura de punto de roc*o constante4"

6" Procesos de entalp*a constante o adiab%ticos 3indicados por una temperatura debulbo hmedo constante4"

7" Procesos de humedad relati'a constante 3todos los dem%s factores 'ar*an4"

8" O, finalmente, una modificaci!n +ue representa una combinaci!n cual+uiera delos anteriores +ue no procede a lo largo de ninguna de las l*neas de procesosanteriores"

Para esto debe obser'arse nue'amente1

2" 0as l*neas de bulbo seco son l*neas de calor sensible constante"5" 0as l*neas de punto de roc*o son l*neas de calor latente constante"6" 0as l*neas de bulbo hmedo son l*neas de calor total constante 3entalp*a

constante4"


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Tambi(n es considerado un m(todo para controlar las propiedades t(rmicas del airehmedo se representa mediante una carta Psicrom(trica, la cual es el ob9eti'o de estetraba9o"

En muchas de las operaciones de Ingenier*a :u*mica, el control de las propiedades de

las me$clas aire&'apor son determinadas para lograr un funcionamiento satisfactorio dele+uipo" En el caso de las torres de enfriamiento, por e9emplo, las propiedadesambientales de la temperatura humedad determinan el dise;o operaci!n del e+uipo"En otras aplicaciones las condiciones del aire se deben modificar para su utili$aci!n, pore9emplo, en el secado de s!lidos, el aire se calienta para aumentar la 'elocidad detransferencia de calor hacia el s!lido me9orar la 'elocidad de e'aporaci!n o 'elocidadde secado" En cual+uier caso es necesario conocer las propiedades del aire"

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

2"& ?@C4"

PRESENTACI)N DE DATOS EXPERIMENTALES:

D*+,- /*0 LEM T12 T13

F*425 M565+5 T5-/* M565+5 T5-/*57&Ago&? 2>,?? 55,8? 52,?? 57,??58&Ago&? 2>,?? 52,?? 56,?? 5?,??5B&Ago&? 2,?? 52,?? 5?,?? 58,??5&Ago&? 2,?? 56,8? 52,?? 58,??5>&Ago&? 2,8? 56,8? 52,?? 57,??62&Ago&? 5?,8? 56,8? 55,?? 57,8??2&Sep&? 52,8? 2>,8? 56,?? 5?,???5&Sep&? 2,?? 55,?? 52,?? 56,???6&Sep&? 2,8? 56,?? 55,?? 57,8?

?7&Sep&? 2,8? 55,?? 52,?? 56,???&Sep&? 52,?? 56,?? 55,?? 57,???>&Sep&? 2>,?? 57,?? 2,?? 5B,???&Sep&? 2>,?? 57,?? 2,?? 58,??2?&Sep&? 5?,?? 57,?? 5?,8? 5B,??22&Sep&? 5?,?? 57,8? 52,8? 5B,??27&Sep&? 52,8? 57,?? 55,?? 5B,??2&Sep&? 2,?? 5?,?? 52,8? 55,??2>&Sep&? 2B,?? 52,6? 55,8? 55,??52&Sep&? 5?,?? 57,8? 52,8? 5B,8?

55&Sep&? 52,?? 57,?? 55,?? 58,??56&Sep&? 52,8? 56,?? 55,8? 57,8?


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57&Sep&? 52,?? 56,8? 55,?? 57,8?58&Sep&? 52,8? 56,?? 55,8? 5B,??5>&Sep&? 2,8? 57,?? 2,8? 57,??5&Sep&? 52,?? 52,8? 5?,?? 56,??6?&Sep&? 2,8? 55,8? 52,8? 55,8?

?2&Oct&? 5?,?? 52,5? 55,?? 5B,???5&Oct&? 52,8? 57,?? 52,8? 55,???8&Oct&? 52,?? 56,?? 55,8? 55,???B&Oct&? 2,?? 57,?? 55,8? 5B,???&Oct&? 2,8? 56,?? 2,8? 57,???>&Oct&? 52,?? 57,?? 5?,?? 56,???&Oct&? 52,8? 57,8? 55,8? 5B,??25&Oct&? 2,8? 57,?? 2,8? 57,??26&Oct&? 2,?? 52,?? 5?,?? 56,??27&Oct&? 2,?? 2,?? 2,8? 57,??

28&Oct&? 27,?? 2B,?? 2>,>? 58,??2B&Oct&? 28,?? 2,?? 2,?? 5,??2&Oct&? 27,?? 2B,?? 2>,?? 5B,??5?&Oct&? 28,?? 2B,?? 5?,?? 5,??52&Oct&? 2,?? 2>,?? 5?,?? 5,??55&Oct&? 2,?? 5?,?? 52,?? 58,??56&Oct&? 52,?? 55,?? 52,?? 57,??

Tbs Tbh

Agosto 22 24

Septiembre 22 21

Octubre 21 19,5

Esta ultima tabla muestra las temperaturas promedio de bulbo seco hDmedo de cadames"

METODOLOGA PARA LA CONSTRUCCI)N DE LA CARTAPSICROM7TRICA

Calculo Presi!n de 'apor del agua"

Se usa la ecuaci!n de Antoine, cua forma es1

)onde1

Presi!n del componente A en Pa

A,F C Constantes para cada sustancia"T Temperatura en grados Cent*grados"

Para el caso del agua1


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A=2B"5B5?F=6">C=55B"68

)e la f!rmula de Antoine se obtiene la presi!n de 'apor del componente A para un

inter'alo de temperaturas 3de ?@C a >?@C4"

E9emplo a 6?@ C

kPaPsatA 76>A"2468"55B6?3

4>A"6CAA345B5?"2B3ln =

+

=

kPaPsatA 52B5"776>A"2

==

Se con'ierte a unidades de mm267"6252B5"7 =

Calculo humedad absoluta de saturaci!n

Gna 'e$ +ue se obtu'ieron las presiones de 'apor a distintas temperaturas 3inter'alo de8@ a >?@ C4 se procede a calcular la presiones porcentules ,unicamente se multiplica elcalor de presiHn de 'apor de cada temperatura por el porcenta9e deseado" A partir de estecalculo se aplica la siguiente ecuaci!n para determinar las humedades absolutas desaturaci!n a cada temperatura impuesta1

'

( )

A A

t A B

P MYs

P P M=

0a siguiente tabla muestra los 'alores de P@Aa cada temperatura +ue en nuestrocaso fue de 8@ en 8@ C"

HR=10%

HR=20%

HR=30%

HR=40%

HR=50%

HR=60%

HR=70%

HR=80%

HR=90%

tG(C)

PA(mmHg)

PA(mmHg)

PA(mmHg)

PA(mmHg)

PA(mmHg)

PA(mmHg)

PA(mmHg)

PA(mmHg)

PA(mmHg)

PA(mmHg)

5.00 6.54 0.65 1.31 1.96 2.62 3.27 3.93 4.58 5.23 5.89

10.00 9.21 0.92 1.84 2.76 3.68 4.60 5.52 6.45 7.37 8.29

15.00 12.79 1.28 2.56 3.84 5.11 6.39 7.67 8.95 10.23 11.51

20.00 17.53 1.75 3.51 5.26 7.01 8.76 10.52 12.27 14.02 15.78

25.00 23.75 2.37 4.75 7.12 9.50 11.87 14.25 16.62 19.00 21.37

30.00 31.81 3.18 6.36 9.54 12.73 15.91 19.09 22.27 25.45 28.63

35.00 42.16 4.22 8.43 12.65 16.86 21.08 25.30 29.51 33.73 37.95

40.00 55.31 5.53 11.06 16.59 22.12 27.65 33.19 38.72 44.25 49.78

45.00 71.86 7.19 14.37 21.56 28.75 35.93 43.12 50.30 57.49 64.68

50.0

0 92.51 9.25 18.50 27.75 37.01 46.26 55.51 64.76 74.01 83.2655.0

0 118.06 11.81 23.61 35.42 47.22 59.03 70.84 82.64 94.45 106.25


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60.00 149.40 14.94 29.88 44.82 59.76 74.70 89.64 104.58 119.52 134.46

65.00 187.58 18.76 37.52 56.27 75.03 93.79 112.55 131.31 150.06 168.82

70.00 233.73 23.37 46.75 70.12 93.49 116.87 140.24 163.61 186.98 210.36

75.00 289.14 28.91 57.83 86.74 115.66 144.57 173.49 202.40 231.31 260.23

80.00 355.23 35.52 71.05 106.57 142.09 177.62 213.14 248.66 284.19 319.71

0a siguiente tabla muestra las humedades absolutas de saturaci!n a partir de laspresiones porcentuales obtenidas en la tabla anterior en base a la ecuaci!nanteriormente escrita"

'( )

A A

t A B

P MYs

P P M=

donde 1

Pt(mmHg) 585

MA(Kg/Kmol) 18.02

MB(Kg/Kmol) 28.97

HR= 10% HR= 20% HR= 30% HR= 40% HR= 50%

Y (Kg agua/Kgaire seco)





0.000696 0.001394 0.002094 0.002795 0.003498

0.000981 0.001964 0.002951 0.003941 0.004934

0.001362 0.002731 0.004105 0.005486 0.006872

0.00187 0.00375 0.005642 0.007546 0.009461

0.002535 0.005092 0.007669 0.010268 0.012888

0.003401 0.00684 0.010316 0.013832 0.017386

0.004516 0.009097 0.013746 0.018464 0.023253

0.005937 0.011989 0.018158 0.024448 0.030864

0.007736 0.015667 0.0238 0.032144 0.040706

0.009995 0.020316 0.03098 0.042004 0.053407

0.012812 0.026162 0.040086 0.054622 0.06981

0.016302 0.033482 0.051612 0.070774 0.0910580.020606 0.042624 0.066204 0.091519 0.118767

0.025887 0.054021 0.08471 0.118318 0.155282

0.032343 0.068233 0.10829 0.153281 0.20418

0.040214 0.085986 0.138556 0.199559 0.2712

E9emplo a temperatura de 6?@ C para el calculo de J a 2?K

oairekgaguakgKmolKgmmHgmmHg

KmolKgmmHgY

alS secL??67?2"?

4LAC"5>3M42>"68>83

4L?5"2>3M42>"63K2?

N=

=


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$R8 !'9 $R8 '9 $R8 #'9 $R8 ('9 $R8 ''9Y; 5>?5@=>5-* 3*4

Y; 5>?5@=>5-* 3*4

Y; 5>?5@=>5-* 3*4

Y; 5>?5@=>5-* 3*4

Y;S 5>?5@=>5-* 3*4

?"??75?5 ?"??7?> ?"??8B28 ?"??B657 ?"???68?"??86 ?"??B6 ?"??65 ?"??>6> ?"??7

?"??>5B8 ?"??BB7 ?"?22?B ?"?257>2 ?"?26>>?"?226>> ?"?2665 ?"?285> ?"?257 ?"?2528?"?2885 ?"?2>26 ?"?5?>> ?"?568> ?"?5B652?"?5?>2 ?"?57B2B ?"?5>55 ?"?65?22 ?"?685?"?5>227 ?"?66?7 ?"?6>?8 ?"?7627B ?"?7>625?"?67?> ?"?77?>7 ?"?8?> ?"?8>82 ?"?B78?"?778 ?"?8>85 ?"?B2 ?"?62> ?"?>225?"?B85?> ?"?75 ?"???5 ?"2?6555 ?"22B>7B?"?>8BB ?"2?565> ?"22B ?"26>?86 ?"2852?"2258B8 ?"26872 ?"2852 ?"2>8B78 ?"52667

?"27>2 ?"2>??56 ?"527B27 ?"585656 ?"5685?"2B262 ?"572822 ?"55552 ?"6758 ?"726>>?"5B5565 ?"65?8> ?"7?B>2 ?"7>7? ?"B??>?"68B85 ?"78>>6 ?"8>B7 ?"7B5> ?"B2BB

Para reali$ar la carta psicom(trica se tomo un inter'alo 2? al ?K de humedad, por lo+ue el 2??K corresponde a la humedad absoluta de saturaci!n"

Para obtener el calor hmedo1

Cur'as de Saturaci!n Adiab%tica

Para obtener el 'alor de la cur'a de saturaci!n se utili$a la siguiente e.presi!n1

)onde1

Temperatura del gas

Temperatura de saturaci!n 3a una Jas dada4"


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)e esta ecuaci!n lo nico +ue se desconoce es el 'alor del calor latente de 'apori$aci!nas a cada temperatura de saturaci!n adiab%tica por lo +ue es necesario consultar laliteratura"

)onde1

hG/kY (/Kg K) 950

Esta secuencia se reali$a para cada temperatura

Tabla de 'alores de a en L Qg

t3@C4 3LQg48 57>B2>

2? 578B28 57B8>75? 57875B858 57757?66? 576?87268 572>B7? 57?B>278 567568? 56>5>B2

88 56?BBB? 568>76B8 567B225? 5666>88 5652558>? 56?>BB8

0a siguiente tabla muestra las humedades obtenidas para cada 'alor de temperaturadado , +ue 'a de 8@,2?@,28@">?@ C

,8 "C ,8 'C ,8 "C ,8 &'C ,8 &"C ,8 'C ,8 "C ,8 'CY 5>?5@=>5-*

Y 5>?5@=>5-*

Y 5>?5@=>5-*

Y 5>?5@=>5-*

Y 5>?5@=>5-*

Y 5>?5@=>5-*

Y 5>?5@=>5-*

Y 5>?5@=>5-*

0.007035

0.011864

0.017751

0.025021 0.0341

0.045544

0.060096

0.078765

0.005127

0.009947

0.015825

0.023086

0.032155

0.043589

0.058132

0.076792

0.003219 0.00803

0.013898 0.02115 0.03021

0.041635

0.056168

0.074818

0.001311 0.006113 0.011972 0.019215 0.028265 0.039681 0.054204 0.072844


9/14

!0.00060.00419

60.01004

6 0.017280.02632

10.03772

6 0.052240.07087

1

!0.00250.00227

90.00811

90.01534

40.02437

60.03577

20.05027

60.06889

7!

0.004410.00036

20.00619

30.01340

90.02243

10.03381

80.04831

20.06692

4!

0.00632!

0.001560.00426

70.01147

30.02048

60.03186

40.04634

8 0.06495!

0.00823!

0.003470.00234

10.00953

80.01854

10.02990

90.04438

50.06297

7

Calculo de Uolumen 686>2?7

5? 2"2228B8>858 2"276?B286? 2"22>7?768 2"552768>77? 2"55265>6278 2"66727588? 2"7227B688 2"82557??7B? 2"B78>8B8 2">6?8B287? 5"2?52872868 5"8655B?2B>


10/14

>? 6"6?82?>88

Calculo Uolumen de Aire Seco 3Uas4

1as

B T

RTV

M P

=

A una temperatura 36?@C41

3

"#$%

1 (8.314)(303.15)1.1201

28.851 77993.6as

aire o

mV kg = =

,G53 3*4 5-* 3*4

8 2"?56?8B662? 2"?7278BBB>28 2"?8>8BB5

5? 2"?>585858 2"?BB88826? 2"228?8>7B68 2"26678>277? 2"282>8>76878 2"2?58>58? 2"2>>B8?5788 2"5??862>B? 2"55878B26B8 2"576>8?

? 2"5B55B?5?28 2"5>?BB?7B>? 2"5?B?

Calculo de Entalpia de Aire Saturado 3 78 5?8?">>B2? 6825>"?5B6B 8? 686B7?"2B6>


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28 8?578"7>2B5 88 7B82?"8>85? B>?8"B6B8 B? B2>57"7558 555B"86 B8 >6866"6B66? 252B>7"75B ? 22B?B?6"?6768 28585"B2 8 2B>577?"?5

7? 5?B2"7>8 >? 5B62>"


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)e acuerdo a los datos de temperatura obtenidos diariamente, el mes mas caliente, eneste periodo, fue el de Agosto el mes mas hmedo es el de Octubre, por lo cual,estimando la temperatura de bulbo hmedo de dise;o de acuerdo a las condicionesclim%ticas impuestas tenemos un 'alor apro.imado de 5?WC, la cual nos impone unatemperatura m%.ima de enfriamiento para la instalaci!n de la torre"

CONCLUSI)N

0a Psicrometr*a, la cual puede considerarse una ciencia, inter'iene de maneraimportante en los procesos industriales, a +ue por medio de (sta con auda de lacarta psicrom(trica puede audarnos a decidir si montar o no una torre de enfriamiento,regular la calefacci!n o el tipo de aire acondicionado en un edificio"

En la cuidad de M(.ico, espec*ficamente en la cuidad de Cuautitl%n I$calli, por mediode las temperaturas registradas a lo largo de estos tres meses, es posible montar unatorre de enfriamiento, donde el refrigerante sea el aire mismo, a +ue se tienen buenastemperaturas en el ambiente durante estos meses as* +ue podemos lle'ar a unenfriamiento !ptimo para los ser'icios re+ueridos en el 0EM" Gn e9emplo de una maladecisi!n ser*a en $onas %ridas o mu hmedas, debido a +ue las temperaturas m*nimastienden a e.ceder de los 6?WC, la cu%l nonos ser'ir*a de mucho, entonces es ciando sedebe utili$ar otro tipo refrigerante, por e9emplo gases o +u*micos especiales"

Como conclusi!n final decimos +ue las condiciones en el 0EM 3ambientales4 son las!ptimas para utili$ar la torre de enfriamiento con el aire como refrigerante"

BIBLIOGRAFIA.

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Documents

Informe Psicrometria Lem 4