EJERCICIO 4-12Un sistema de acondicionamiento de aire ha de mantener una nave de 1000m 3 a 22 °C y humedad relativa del 62%, renovando completamente el aire a razón de dos veces por hora. El sistema consiste en un precalentador, una torre de humidificación adiabática, de la que el aire sale prácticamente saturado, y un recalentador final. Si el aire de que se dispone esta a 8 °C con humedad relativa del 95%, calcúlese (para una presión total de 750 mm Hg): a) Cantidad de agua suministrada al aire por hora. b) Caudal de entrada de aire en la torre. c) Cantidad de calor suministrada por hora. Solución: a) Condiciones iniciales del aire T= 8°C ϕ = 95% Pv φ= Pv ¿ Donde: Φ = Humedad relativa Pv = Presión parcial de vapor Pv = Tensión de vapor ¿ Pv =φ× Pv ¿ Pv a 8°C en la tabla A3 es 8.05 mm Hg ¿ Pv =0.95 × 8.05 mm Hg Pv =7.648 mm Hg Pv y=0.62 × P−P v 7.648 y=0.62 × 750−7.648 Kg de agua y 1=0.0064 kg de aire Condiciones finales del aire T= 22°C ϕ= 62% Pv =φ× Pv ¿ Pv a 22°C en la tabla A3 es 19.83 mm Hg ¿ Pv =0.62 ×19.83 mm Hg Pv =12.295 mm Hg Pv y=0.62 × P−P v 12.295 y=0.62 × 760−12.295 Kg de agua y 2=0.0101 kg d e aire Volumen especifico v= ( M1 + My ) RTP g v 806 Kg Agua de Evaporación m3 1000 h G= 3 m 0.69 × ( 0.0101 18 ) 0.082∗328 m3 v =0.0064 ) m3 Agua Evaporada=4.0101−0.59 h b)Volumen a la entrada de la torre será V =G × v . v= ( 291 + 0.69 h Agua Evaporada=G × ( y 2− y 1 ) Agua Evaporada=1240.806 Kg Kg G=1240. (Anexo 1) Tp= 32 °C q=999.54 × 0.0064 )( 32−8 ) 3 Kcal q=5.0064 resulta.87 ( 0.46 y1 ) ( T p−T ) La temperatura de precalefaccion determinada por la intersección de la línea t w = 16 °C con y1 = 0.24+ 0.46 ×0. 3 Kg m V =1240.82× 10 h ANEXO 1 .87 h c) Cantidad de calor suministrada q=V ( 0.806 h Kg 3 m V =999.24+ 0. Y 2 Y 1 T p . (Las tensiones de vapor del benceno a 45 °C y 10 °C son 230 mm Hg y 45. permaneciendo constante la presión.6 mm Hg) Datos: M g=28 M v =78 Entrada: 3 Q=30 m /h T Me =50 ° C PMe =780 mm Hg Salida: T Ns =45 ° C PMe =740 mm Hg RESOLUCIÓN: a Calculo del Volumen de nitrógeno a la salida Primero calculamos la humedad molar pv Y m= P− p v . b La cantidad de benceno condensado si la mezcla gaseosa se enfría hasta 10 °C. A la salida del secadero el nitrógeno está saturado a 740 mm Hg y 45 °C. Calcúlese: a El Volumen de nitrógeno a la salida.Ejercicio 4 -18 Un compuesto orgánico empapado en benceno a de secarse en atmósfera inerte con nitrógeno que entra en el secadero a 50° C y 780 mm Hg con un caudal de 30 m3/h. 165 78 ) 0.377 × × 3 × × Kg L 1m 1000 g h m3 V =51.66 h b Cálculos de la cantidad de benceno condensado si la mezcla gaseosa se enfría hasta 10 °C.165 Kg benceno/ Kg nitrógeno Finalmente calculamos el volumen específico del Nitrógeno en las condiciones finales.25 g 1000 L 1 Kg 30 m3 V =1.418 moles de benceno /mol nitrógeno Después calculamos la humedad absoluta Mv hY = Y Mg m 78 Y= × 0.082 ×323 740 m 3 1.418 28 Y =1. permaneciendo constante la presión. Primero calculamos la humedad molar en la salida del secadero con la temperatura de salida del nitrógeno pv Y m= P− p v 230 Y m= 740−230 . 230 Y m= 780−230 Y m=0. mediante la siguiente expresión: V= ( M1 + MY ) RTP g v V= ( 281 + 1. 6 Y m= 780−45.6 Y m=0.256 Kg benceno /Kg nitrógeno Como existe una compresión debemos calcular la humedad resultante de la mezcla.451moles de benceno /mol nitrógeno Con este valor procedemos a calcular la humedad del nitrógeno a la salida Mv Y= Y Mg m 78 Y= × 0. Y m=0.173 Kg benceno /Kg nitrógeno Por tanto el benceno condensado por kilogramo de nitrógeno es: Y total=Y −Y ' Y total=1.451 28 Y =1.0621moles de benceno /mol nitrógeno Después calculamos la humedad absoluta Mv Y '= Y Mg m 78 Y '= × 0. para ello procedemos a determinar: pv Y m= P− p v 45.256−0.0621 28 Y '=0.173 . 349 × × × × Kg L 1 m3 1000 g h m3 V =35.88 g 1000 L 1 Kg 30 m3 V =1.083 Kg Luego procedemos a calcular el volumen específico en las condiciones de salida 1 Y RT V= ( + ) M g Mv P V= ( 281 + 1. a la presión atmosférica normal.082 ×323 740 m3 0.5(25−16) Pv=19.6 En un depósito de 5m3 se ha de almacenar aire a 15atm y 25ºC.083 78 ) 0. Y total =1.58 Pv Y =0.62 ( P−Pv ) .62 h 4. Calcúlese la cantidad de agua condensada en el depósito. Pv=Pw−0.76−0.5 (18−16) Pv=14.48−0.5(T −Tw ) Pv=23. El aire con que se alimenta el compresor situado a la entrada del depósito se encuentra a 25ºC y humedad relativa del 40%.5(T −Tw ) Pv=15.26 Pv=Pw−0. 26 Y =0.04 X 10−3 Pv Y =0.62 ( 760−14.012 Kg ( G=5 m3 1. 19.965 W L=G( Y e −Y s ) −3 W L=5.065 Kg a A 15 ℃ .58 Y =0.62 ( P−Pv ) 14.62 ( 11400−19.58 ) Y =0.193 m 3 ) =5.26 ) Y =1.965 (0.012−1.04 X 10 ) W L=0. 803 Kg ℃ d P=2 at A una temperatura de 30 ℃ el cual tiene una tensión de 143mmHg .49 Kg H 2 b V= ( M1 + M1 ) RTP g V V= ( 12 + 153.82 3.82 33 Y= × 2 760−33 KgCl 4 C Y =3.05 Kg c C=( C P ) g + ( C P )V . Y C=0.13 ) 3.082 ×303 ) 760 /760 m3 V =13.49 Kcal C=0. MV PV Y= × M g P−P V 153.35+ ( 0.49 0. 8 0.0598 molCl4 C Y m= = ( 2 x 760)−85.0359=0.359 P¿V =27.Según la ecuación: PV Y= =0.6=0.0598× 0.0598−0.8 mol H 2 Después de la recuperación.0359 mol H 2 Por lo tanto.0239mol Cl 4 C /mol H 2 P¿V 0.8 mmHg La humedad molar inicial será: 85.6 P A una temperatura de 30 ℃ el cual tiene una tensión de 143mmHg PV 0.28 . la humedad será: mol Cl 4 C Y 'm=0.6= 143 PV =85. la cantidad de Cl4C recuperada es: ' Y m−Y m=0.0359= 760−P ¿V P¿V +0. 5(T −Tw ) Pv=23. a la presión atmosférica normal.5(T −Tw ) Pv=15.26 ) Y =1.33−25 T −10 T =18.48−0.26 Pv=Pw−0.62 ( 11400−19. P¿V =26.58 Pv Y =0.33mmHg Interpolar Con los valores de la tabla que nos dio el ejercicio.6 En un depósito de 5m3 se ha de almacenar aire a 15atm y 25ºC. así tenemos: 33−25 15−10 = 26.26 Y =0.8 ℃ ≈11 ℃ 4.62 ( P−Pv ) 19. El aire con que se alimenta el compresor situado a la entrada del depósito se encuentra a 25ºC y humedad relativa del 40%.04 X 10−3 . Calcúlese la cantidad de agua condensada en el depósito.5 (18−16) Pv=14. Pv=Pw−0.76−0.5(25−16) Pv=19. m3 50 .04 X 10−3 ) W L=0.62 ( P−Pv ) 14.012 Kg ( G=5 m3 1.62 ( 760−14.012−1. 40 ℃ h Tw= 12 ℃ . Pv Y =0.58 ) Y =0.065 Kg m3 En una Torre de enfriamiento de agua se enfrían 50 h de agua m3 desde 40 ℃ hasta 30 ℃ empleando 40000 de aire h medidos en las condiones de entrada a 20 ℃ con una temperatura húmeda de 12 ℃ .965 W L=G( Y e −Y s ) W L=5.965 (0.58 Y =0. Calcúlese: El número de elementos de transmisión suponiendo que toda la resistencia a la transmisión de calor y materia está en fase gaseosa.193 m3 ) =5. 915717 0.06 13.86 5.100152 0.95378 24.824 0.16904119 4 78 84 Con T se encuentra Pw en la tabla de presión de vapor de agua en mmHg T Pw 40 55.663 0.663 14.765 17.34250084 49 44 39.563 21.62 0.0148393 19.0181045 22. 20 ℃ h Tabla N1 T Pw Pv Y H¿ H H ¿ −H 1 ¿ H −H 40 55. - 7 08 1.692 0.47615582 86 30 31.61820775 21 42 35.692 25.333785 2.765 32 35.824 16.324 41.59984 19.824 Se halla Pv de la formula: Pv=Pw−0. - 5 71 2.99593933 9 51 13 46 44.07414982 1 9 9 48 49.324 38 49.0140355 15.0356501 31.7 . - 4 15 0.34 .23512 22.617579 0.54620 18.77571 9.765 0.744878 1.48620 0.663 30 31.692 36 44.563 34 39.0216925 24.563 0.72242 21. m3 30 ℃ 40000 .98 .0121972 17.5(T −Tw ) .324 0. 2 Y H ¿ =( 0.5 (40−12) Pv1=¿ 41.62) P−Pv 41.74 H=18.82 ( T )−14.03565011 Se halla H¿ de la ecuación: H ¿ =( 0.46 (0.03565011)) 40+597.24+0.82 ( 40 )−14.46 Y ) T +597.324 Y =¿ 0.546209 Después se calcula H de la ecuación: H=0.324−0.0356501) H ¿ =31. Pv1=55.06 1 .74 H=0.324 Y= (0.324 Después se saca Y de la formula: Pv Y= (0.62) 760−41.2(0.24+0. 2(1.518−0.62) P−Pv 1.2408× 10−3) H ¿ =7.958 .24+0. Tw= 12 C Pw = 10.De ha se saca lo que es: H ¿ −H Y 1 ¿ H −H Con la tabla de presión de vapor de agua en mmHg Calculamos PW con Tw.518 Y empleamos las formulas para encontrar H real Sacamos un nueva Pv Pv=Pw−0.5 (30−12) Pv=1.2408 ×10−3 ) ) 30+597.62) 760−1.2 Y H ¿ =( 0.46(1.5(T −Tw ) Pv=10.518 Y =1.24+ 0.518 Y= (0.518 Sacamos una nueva Y Pv Y= (0.2408 ×10−3 Y sacamos otra H H ¿ =( 0.46 Y ) T +597. Donde: L m= G Y 1 G m= .13371 6 6 . 633 Y con este b se saca un nuevo H H=mT + b H=0.8197 ( 40 ) +(−16.22 1.80226595 = =0.8197 Y encontramos b de la ecuación: H=mT + b b=H−m T b=7. =1.633) H=16.8197 (30) b=−16.22 L Entonces: m=0.958−0.155 El número de elementos de transición: Hf 1 NOH=∫ ¿ dH H H −H 1 ∑ H ¿−H 0. Calcúlese: a) El Volumen de nitrógeno a la salida. 18.6 mm Hg) Datos: M g=28 M v =78 . permaneciendo constante la presión. (Las tensiones de vapor del benceno a 45 °C y 10 °C son 230 mm Hg y 45.86) NOH=1.13371(18. A la salida del secadero el nitrógeno está saturado a 740 mm Hg y 45 °C.06−9.09 Un compuesto orgánico empapado en benceno a de secarse en atmósfera inerte con nitrógeno que entra en el secadero a 50° C y 780 mm Hg con un caudal de 30 m3/h. b) La cantidad de benceno condensado si la mezcla gaseosa se enfría hasta 10 °C.86 NOH=0.06 NOH=0.13371 ∫ dH 9. mediante la siguiente expresión: .418 28 Y =1.Entrada: Q=30 m3 /h T Me =50 ° C PMe =780 mm Hg Salida: T Ns =45 ° C PMe =740 mm Hg SOLUCIÓN: a) Calculo del Volumen de nitrógeno a la salida Primero calculamos la humedad molar pv Y m= P− p v 230 Y m= 780−230 Y m=0.418 moles de benceno /mol nitrógeno Después calculamos la humedad absoluta Mv hY = Y Mg m 78 Y= × 0.165 Kg benceno/ Kg nitrógeno Finalmente calculamos el volumen específico del Nitrógeno en las condiciones finales. 451moles de benceno /mol nitrógeno Con este valor procedemos a calcular la humedad del nitrógeno a la salida Mv Y= Y Mg m 78 Y= × 0.377 × × × × Kg L 1 m3 1000 g h 3 m V =51.451 28 Y =1.165 78 ) 0. permaneciendo constante la presión.66 h b) Cálculos de la cantidad de benceno condensado si la mezcla gaseosa se enfría hasta 10 °C. Primero calculamos la humedad molar en la salida del secadero con la temperatura de salida del nitrógeno pv Y m= P− p v 230 Y m= 740−230 Y m=0. 1 Y RT V= ( + M g Mv P) V= ( 281 + 1.25 g 1000 L 1 Kg 30 m3 V =1.082 ×323 740 m3 1.256 Kg benceno /Kg nitrógeno Como existe una compresión debemos calcular la humedad resultante de la mezcla. para ello procedemos a determinar: . 88 g 1000 L 1 Kg 30 m3 V =1.349 × × 3 × × Kg L 1m 1000 g h m3 V =35.6 Y m= 780−45.256−0.0621 28 Y '=0. pv Y m= P− p v 45.62 h .083 78 ) 0.173 Kg benceno /Kg nitrógeno Por tanto el benceno condensado por kilogramo de nitrógeno es: Y total=Y −Y ' Y total=1.083 Kg Luego procedemos a calcular el volumen específico en las condiciones de salida V= ( M1 + MY ) RTP g v V= ( 281 + 1.0621moles de benceno /mol nitrógeno Después calculamos la humedad absoluta Mv Y '= Y Mg m 78 Y '= × 0.082 ×323 740 m 3 0.6 Y m=0.173 Y total =1. EJERCICIO 4.10 A un secadero que funciona en condiciones adiabáticas se le suministra aire a 60 °C que tiene una temperatura de rocío de 10 °C. Calcúlese: a) La temperatura mínima hasta la que el aire se enfría en el secadero. b) La cantidad máxima de agua evaporada por kilo de aire que entra al secadero. c) El volumen del aire a la salida del secadero por metro cúbico de aire que entra si la cantidad de agua evaporada es la máxima posible. DATOS: T=60 °C Tr=10 °C SOLUCIÓN En la carta Psicométrica, el estado de la masa de aire que entra a un secadero que opera en condiciones adiabáticas corresponde a la intersección de la abscisa Tr= 10 °C con la línea paralela T=60 °C. a) La temperatura mínima hasta que el aire se enfría en el secadero se lee trazando el diagrama psicométrico una línea inclinada a partir del punto de intersección hasta la curva de saturación, su resultado es: Tw=26,5 ° C b) La cantidad de agua evaporada es: ymax=( yw− y ) ymax=( 0,021−0,007 ) kg agua ymax=0,014 kg aire c) El volumen de aire a la salida se determina entrando por el eje de las abscisas para T=60°C, el resultado es: 3 m Vesp=0,92 kg aire V =G ×Vesp m3 V =1 kg aire ×0,92 kg aire V =0,92 m3 Realizar el ejercicio 4-5 del capítulo 4 de humidificación. Una mezcla acetona-nitrógeno a 800 mmHg y 30 C tiene una saturación relativa del 80%. Calcúlese: a La humedad Molar. b La humedad absoluta. c La humedad relativa porcentual. d El volumen especifico. e La masa de acetona contenida en 1 m3 de mezcla. a pv =160 pv 160 Ym = = = 0, 25 moles de acetona/ mol N2 P− pv 800−160 Mv b Y= Y Mg m 58 Y= 0, 25=0, 51 Kg acetona/ Kg nitrógeno 28 P v 160 c φ= ¿= =0, 76 ó 76 P v 210 1 Y RT d V= ( + Mg Mv P ) V= ( 281 + 0,5851 ) 0, 082(303) 1,052 V = 1, 051 m3 /kg nitrógeno kg nitrogeno 3 3 ∗0,51kg acetona e m= 1m * 1,051 m kg nitrogeno m = 0,485 kg acetona 4-28 Se han de enfriar y deshumidificar 20000 Kg/h de aire que se encuentra a 30 ºC y temperatura humeda de 25º C, por contacto directo con 25000 Kg/h de agua que entra en el deshumidificador a 10º C. el rendimiento del deshumidificador es del 88%. Calculese: a La temperatura de salida del agua b La temperatura de salida del aire c La cantidad de calor que pasa del aire al agua Datos: 20000 Kg/h de aire Te= 30 Tw= 25 TH2O= 10 Re= 88% Pw= 23,756 SOLUCION Pv = 23,756 - 0,5(30 – 25) Pv= 21,256 07 H2= 31.2*0.256 Y =0.27 – 30.Hc) = (Tc – 10)20000 Tc= (35.256 Y =0.24+0.46Y) T + 597. Pv Y =0.07 Kcal/Kg Tc= (35.2 b) El rendimiento es del 88% por ende 35.7 35.27−30.Hc) + 10 Por tanteo Hc = 30.46*0.28)=(T-10) T= 30.0178)30 + 597.27−H 2 =0.2Y H= (0.24+0.27 a) 20000(35.99 C) .62 760−21.0178 H= 35.62 P−Pv 21.63Kcal/Kg La temperatura de salida del agua será (35..27-14.07) + 10 Tc = 15.27.27 .0178 H= (0. 27Kcal/Kg = 211620Kcal/h Ejercicio 4.7= 14000 20000-14000=6000Kg/h 6000Kg/h*35. referido al solido seco.La cantidad de calor que pasa del aire al agua será: 20000*0. Calcúlese: a El volumen de aire a la entrada del secadero b El calor horario de pre calefacción del mismo Datos: Secadero adiabático = Torre de humidificación adiabática Se secan: W g=1000 kg/h Solido húmedo va del 65% hasta el 15% de humedad Aire que se dispone: T entrada del aire = 15 ℃ Humedad relativa = 60% Aire a la entrada del secadero: Tw= 25 ℃ Humedad relativa = 85% Resolución: a CALCULAR EL VOLUMEN DE AIRE A LA ENTRADA DEL SECADERO . se secan 1000 kg/h de un sólido húmedo desde el 65% hasta el 15% de humedad.22 En un secadero cuyo funcionamiento puede considerarse análogo l de una torre de humidificación adiabática. El aire que se dispone está a 15 ℃ con humedad relativa del 60%: entra en el secadero con temperatura húmeda de 25 ℃ y sale con humedad relativa del 85%. 82656 *Cálculo de la masa de aire seco WG G= V WG ya se tiene como dato es igual a 1000 1000 G= =1209.022 0.*Cálculo del volumen específico en condiciones iniciales: t=15ºC Y=0.082∗288=0.065−0.011 (Este valor es obtenido de la tabla-1) V= ( Mg1 + Mvy ) RTP =0.082 La relación de presiones es igual a la unidad 1 ya que se trata de condiciones iniciales adiabáticas.955 La temperatura se debe convertir a grados kelvin: 15 ℃=288° K La R es la constante universal de los gases = 0. V= ( 291 + 0.82656 *Cálculo del Número de elementos de Transmisión para humidificadores adiabáticos se lo halla con: y w− y 1 N y= y w− y 2 0.020 N y= =¿ 0.83 0.065−0.021 .011 18 ) ∗0. * Calculo del kya (coeficiente de transporte de materia en un área de contacto por unidad de volumen del humidificador) Se despeja de la expresión del cálculo del volumen de la torre N y∗G V= Kya Ny∗G 0.46 V 0.022∗1209.029 m 760. 254 se dice que las condiciones de interfase correspondientes a la temperatura húmeda coinciden con las de saturación adiabática: en cualquier otro sistema no se da este tipo de coincidencia.46 b CALCULAR EL CALOR HORARIO DE PRE CALEFACCIÓN DEL SECADERO En tablas se busca el pw a una temperatura de 15 ℃ según el dato del problema pw =12. Por tanto el volumen de aire a la entrada del humidificador o en este caso del secadero será: Ny∗WG V= Kya Reemplazando: 0.83 Kya= = =760.022∗1000 3 V= =0.8 mm Hg .035 * Según el texto de Occon Tojo en la pág. 24+ 0.5 (15−25 ) pv =17.5 ( T −T w ) pv = p w −0.8 Calculo de y: P=760 mmHg 0.Con una Tw=25 ℃ y una T de aire que se dispone de 15 ℃ se reemplaza en la siguiente ecuación: pw − p v =0.062 P v y= =0.5 ( T −T w )=12.015 P−Pv Calculo del calor de Precalefacción en un humidificador: Q precalef =WG ( 0.8−0.46 y )( Tp−Teaire ) Donde Tp representa la temperatura de precalefacción que resulta de la intersección de la línea de temperatura húmeda es decir 25con la recta y=0.015 nos da una temperatura de precalefaccion de aproximadamente 67 ℃ Reemplazando se tiene: . 24+0. Suponiendo que la resistencia a la transmisión del calor y materia se encuentra íntegramente en la fase gaseosa.24+ 0. calcúlese: a) Dimensiones de la torre.015)) ( 67−15 ) Q precalefaccion = 12838. Q precalef =WG ( 0. y sabiendo que el valor del coeficiente kya= 1200 kg/m3h. Datos: Tentrada agua= 50 °C Tsalida agua= 20 °C Tentrada aire= 18 °C Humedad relativa= 30% Q=2500 m3/m2h Gv=1000 kg/m2h kya= 1200 kg/m3h Resolución: Cálculo de la presión de vapor Pv¿ =Pw .46 (0. EJERCICIO 4-36. medidos en las condiciones de entrada a la torre y referidos a la columna vacía. b) Temperatura de salida del aire.8 kcal. esta se enfría desde 50 °C hasta 20 °C en contracorriente con aire que entra por la base a 18 °C con humedad relativa del 30%. Los caudales másicos son 2500 m3/m2h para el aire y 1000 kg/m2h para el agua. En una torre de experimentación de relleno para enfriamiento de agua.46 y )( Tp−Teaire ) Q precalef =1000 ( 0. 5739 kg de aire Cálculo de H a la temperatura de entrada del aire H=( 0.46 Y ) T +597.038 ) 18+597.2∗0.62 Pv−P 27.038 kg agua H=7.0235 kg agua H ¿ =26.1110 kg de aire Cálculo de la pendiente G m= ∗Cpl L .753 Y =0.2∗0.0235 ) 50+597.46∗0.24+0.24+0.62 27. Pv φ= ¿ Pv 0.24 +0.0235 Cálculo de H* ¿ H =( 0.46∗0.753 Cálculo de Y Pv Y =0.753−760 Y =0.2 Y H ¿ =( 0.30∗Pv ¿ =Pv Pv=27. 1371 Cálculo de h H H −( ¿ ¿ ¿−H f ) (¿ ¿ ¿−H i) N ¿ h=¿ Considerando que N es igual a 5 platos entonces .82 Cálculo de b H=mT + b 7.7110=−5.7110 Cálculo de H*-H H*-H 26.289 H=31.1110=0.82∗20+b b=−9.1946 H −H −5.1371 Cálculo de 1/ H*-H 1 1 ¿ = =−0.5739−31.82∗50−9.289 Cálculo de H para las demás temperaturas H=mT + b H=0. 1 m= ∗1 L G m=0. 1371) h= 5 h=1.8333 m a) Cálculo de z (Dimensiones de la torre) z=¿ NOH* HOH z= 1.089 NOH= (−0.8826 Cálculo de HOH Gv HOH= kya 1000 HOH= 1200 HOH=0.089 Cálculo de NOH h NOH= ( f 0 +2 f 1+2 f 2+ 2 f 3 +2 f 4 + 2 f 5 +2 f 6 + f 7 ) 2 1.0364+2∗0.3094−(−5.2326 ) 2 NOH=1.5689 b) Cálculo de la temperatura de salida del aire Mediante una apreciación se puede estimar que la temperatura de salida del aire es 50+18 t s= =¿ 2 t s=34 ℃ .8826 * 0.053+ 2∗3. 0.0319+2∗0.04693+2∗0.8333 z = 1.4144+2∗0.1946+2∗0. 24.00914 18 ) ∗0.. humidificación adiabática (saliendo 20C por encima de las condiciones de saturación) y recalentamiento hasta 280C.649 m3 Kg Masa de aire seco 5000 m3/h W G= =7704 kg/h 0.A partir de aire a 10 0C con humedad relativa del 80% se ha de obtener 5000 m3/h a 280C con humedad relativa del 60%. = 1400Kg/m3h Condiciones iníciales del aire t =10 .00914 kg de agua/ kg de aire Si el aire saliera del humificador su temperatura seria la temperatura de rocío correspondiente a la humedad y2. Calcúlese el volumen del humificador si ha. es decir: ts = tr = 32 OC Como sale 20C por encima de la temperatura de saturación El volumen específico del aire que necesitamos es V= ( 291 + 0. y2 = 0. 0070 kg de agua/ kg de aire Condiciones finales del aire t =28 OC . El acondicionamiento consta de precalefación.0113 kg de agua/ kg de aire .4. = 450Kcal/m3h0C Datos: T= 10 OC Y= 80% 5000 m3/h T2= 28 OC Vh=? kya. y1 = 0.649 La humedad de aire correspondiente a las condiciones de saturación para la temperatura húmeda de 32 OC es tw = 0.082∗328=0. además tenemos que par para lo cual aplicamos lo siguiente: Pv φ= P v¿ . 0070 Ny=ln =3.00914 El volumen del humificador será 7704 V =3.- DATOS: Tea= -2°C Pea= 760 mmHg ɤ=70% 1er cambiador= 25°C 2do cambiador= 30°C ɤ=30% PARTE A.0113−0. de una torre de humidificación adiabática. El agua suministrada al humidificador entra y sale del mismo a la temperatura húmeda del aire que entra en él. f) La cantidad total de calor suministrado a los 1000 m 3 de aire tratado. SOLUCION. saliendo del segundo cambiador a 30°C con humedad relativa del 30%. e) La cantidad de agua evaporada en el humidificador.21 0.0113−0. c) La temperatura de entrada del aire al segundo cambiador. 0.21 =17.- Conocemos que a Ts=30°C Pv ¿ =31. calcúlese: a) La temperatura del agua.21 1. Una masa de aire frio a -2°C y 760 mmHg con humedad relativa del 70% se ha de acondicionar por paso sucesivo a través de un cambiador de calor. y de un segundo cambiador de calor. d) El volumen de aire que entra en el humidificador sin en el primer cambiador entran 1000 m3.66 m3 1400 EJERCICIO 4.824 mmHg y tenemos un con una ɤ=30%. En el primer cambiador se calienta hasta 25°C. b) La humedad relativa del aire al salir del humidificador. - Pv φ= P v¿ Para lo cual contamos con nuestro Pv ¿ más no con nuestro Pv debido a que a la temperatura de 25°C no la conocemos por lo cual aplicamos la siguiente fórmula para obtenerla: Pw−Pv=0.5(T −Tw ) .5(T −Tw ) Pv=Pw−0.506 φ= 23.506 mmHg 16.5 )=16.5472 Entonces así se obtiene la presión parcial de vapor de aire.5 ( 25−10.6948=69.30∗31. como en el ejercicio menciona que el agua suministrada al humidificador entra y sale del mismo a la temperatura húmeda del aire entonces si obtenemos el valor de la temperatura a esta temperatura obtendremos nuestro Tw siendo esta igual a la Temperatura del agua.756 φ=0. Pv =φ∗P v¿ Pv =0.48 PARTE C.- La temperatura de entrada del aire al segundo cambiador la podemos obtener de las cartas psicométricas por lo cual debemos obtener los siguientes valores.824=9.5472 mmHg nos da un valor de T= 10.5(T −Tw ) ¿ A T=25°C nuestro Pv =Pw=23.5°C PARTE B. A Pv= de 9.756 mmHg Pv=23.5°C Te=-2°C Para la temperatura de entrada debemos obtener nuestra humedad absoluta por lo cual aplicamos: Pw−Pv=0. Tw= 10.756−0. Pv=Pw−0.5 )=10.206 Con la Tw=10.956−0.5 (−2−10.62∗10.- Para calcular el volumen del aire que entra al humidificador empleamos lo siguiente: W L=G cambiador /V V= ( 291 + 18Y ) RT Tenemos que calcular nuestro Y a T=25°C.5(T −Tw ) Pv=3.62∗Pv y= P−Pv 0.008439 interpolamos en la tabla y nos da un valor de 11.5°C TE en el segundo cambiador= 11.5C y Y=0. Contamos que el valor de R= constante de los gases ideales.5°C PARTE D. .206 mmHg 0.008439 760−10. tenemos que su Pv= 16.206 y= =0.506. 24+ 0.013764361 18 )∗0.013764361 kg W L=1277.200 Kg benceno/Kg aire.80 hora PARTE F.15=0.- La cantidad de agua evaporada calculamos de la siguiente manera: W L=G∗∆ y Para el ∆y contamos con los valores de Te=-2C y T=25°C.46∗0.013764361 760−16. Calcúlese la temperatura húmeda y la temperatura de saturación adiabática de una mezcla benceno-aire a 30°C que tiene una humedad absoluta de 0.20∗( 0.62∗16. por lo cual tenemos los valores de sus respectivas humedades.62∗Pv y= P−Pv 0.506 V= ( 291 + 0.46 y )∗( Ts−Te ) Q=1277.013764361−0.78296113 hora PARTE E. Datos: Y = 0.12 Kcal 4-7.082∗271. Y=0.15°C 0.008439 )=6.- Para calcular el calor suministrado a los 1000 m3 de aire tenemos: Q=Ghumidificador ( 0.506 y= =0. A Te=-2°C.24+ 0.20∗( 0.008439 )∗( 25−(−2 )) =8410.78296113 1000 kg Ghumidificador = =1277.20 0. Y=0.200kg benceno/kg aire .La temperatura a -2°C=271.008439 A T=25°C. 400 Este dato se ve en tablas kY Y = 0.Mezcla benceno-aire a 30°C hc kY Y w −Y = (t −t w ) λw Donde: hc =0.200kg benceno/kg aire λw = 78 Kcal/Kg este dato se ve en la tabla A.12 y después en la grafica . . 279 kg aire Tanteo 2 a temperatura de 17 °C Kg benceno 0. a la temperatura humeda Entonces nos queda asi: 0.200 kg benceno/kg aire= (30° C−t w ) Kcal 78 Kg Esta ecuación se va a resolver por tanteo teniendo en cuanta que Yw es la humedad de saturación a la temperatura tw Tanteo 1 a temperatura de 15 °C Kg benceno 0.200 + ( 30 ° C−15 ° C ) kg aire Kcal 78 Kg Kgbenceno Y w =0.400 Y w =0.400 Y w −0.400 Y w =0.266 kg aire Respuesta: a esta humedad corresponde la temperatura de 17°C b Temperatura de saturacion adiabatica .200 + ( 30 ° C−17 ° C ) kg aire Kcal 78 Kg Kg benceno Y w =0. 200kg benceno/kg aire λs = 78 Kcal/Kg este dato se ve en la tabla A. El agua de recirculación está a 25ºC. determínese la temperatura de salida del aire suponiendo que el intercambio de calor y materia por unidad de volumen de rociador permanece constante.286 Respuesta: nos da una humedad de saturación adiabatica de 0. En una cámara de rociado se humidifican 1000 m3/h de aire que entran por la base a 40º C y salen por la cúspide a 27ºC. Humedad del aire a la entrada del humidificador Pv =P w −0. c Y s −Y = (t−t s ) λs Donde: Y = 0. Si se aumenta el gasto de aire a 1800 m 3/h.200+ ( 50−14 ) 78 Y s =0.5(T −T w ) .188 Y s =0.286 a una temperatura de 14°C EJERCICIO 4-26.188 entonces nos queda por tanteo 0.12 y después en la grafica c = 0. T e=40 ° C → Pw =55.0416 ) T +597.5( 40−25) Pv =47.76 .0416 Kg air e seco H=( 0.5 (27−25) Pv =25.824 Y =0.2 Y H=( 0.324 Pv =55.0416 H=35.74−0.62 760−47.2∗0.24 +0.324−0.46 Y ) T +597.5(T −T w ) T e=27° C → Pw =26.824 Pv Y =0.24 +0.46∗0.74 Pv =26.21 Humedad del aire a la salida del humidificador Pv =P w −0.62 P−Pv 47.824 Kg agua Y =0. 46∗0. DATOS: φ = 50% A T = 25°C Pw = 23.89 Masa del aire seco: 1000 G= =1047.46∗0.46 Y ) T +597. Se mezclan 300m3 de aire a 25°C y 50% de humedad relativa con 120m3 de aire a 40°C y temperatura húmeda de 25°C.24 +0.24 +0.82 Kg 0.89−597.022 H=19. Pv Y =0.62 760−25.76 Y =0.955 1800 G= =1884.756 mmHg P = 760 mmHg .955 39.022 Kgaire seco H=( 0.12 Kg 0.2∗0.049 EJERCICIO 4-29.24 +0.62 P−Pv 25.06° C 0.2∗0.76 Kg agua Y =0.022 ) T +597. Determínese la temperatura y la humedad de la mezcla.049 t= =58.2 Y H=( 0. 62 P−Pv y = Humedad Pv = Presion parcial de vapor P = Presion atmosferica 11.756 Pv=11.01 Kg aire .878 y=0.01 Kg aire Para hallar la Temperatura de la mezcla se utilizó el diagrama psicrométrico: Utilizando: φ = 50% Kg agua y=0.62 760−11.Tw = 25°C RESOLVER: Donde: Pv φ = Humedad relativa φ= Pw Pv = Presion parcial de vapor Pw = Tension de vapor Pv=φPw Pv=0.878 Kg agua y=0.5 ×23.878 mmHg Pv Donde: y=0. 0.0 1 24 °C . 5(T −Tw ) Pv=Pw−0.824 Para sacar los valores de Pv aplicamos la siguiente fórmula: Pw−Pv=0. Calcúlese los distintos valores del número de elementos de transmisión según el intervalo de temperaturas elegido entre 20C y 50C. suponiendo que la resistencia a transmisión de calor y materia se encuentra exclusivamente en la fase gaseosa.5 48 .5 ( 45−15 ) =56.RESPUESTAS: Temperatura de la mezcla: T = 24°C Humedad de la mezcla: Kg agua y=0.- El Pw vemos lo obtenemos en tablas por lo cual tendríamos: TEMPERATURA °C Pw mmHg 50 71.442 36 44.88 TEMPERATURA °C Pw mmHg Pv 45 71.88 56. DATOS: Te= 50°C Ts= 20°C Tw= 15°C Presión atmosférica= 1 atm= 760 mmHg PARTE A.88 42 61.5 39 52. Una masa de agua se enfría 10C en una torre de enfriamiento por contacto con aire que entra por la base con una temperatura húmeda de 15C.20.88 42 61.729 20 31.01 Kg aire 4-35.563 33 37. La relación entre los pesos de agua y aire que circulan por la torre es 1.5(T −Tw ) Pv=71.88−0. 729 0.2∗0. 39 52. para el caso de la temperatura ocupamos la de salida del líquido 30°C y obtenemos un nuevo Pv.563 34.442 39.46∗0.0502 760−56.0291 33 37.063 0.0205 19.442 36 44.824 24.0205 Luego se procede a calcular la entalpia especifica H * con la siguiente formula: H ¿ =( 0.729 30 31.88 0.324 0.0502 41.24+(0.0339 30.824 24.0502 42 61.442 39.88 56.063 0.0291 26.824 24. para así obtener una nueva humedad absoluta solo para el aire con lo que con esto obtendríamos nuestra entalpia reales y para obtener las demás entalpias usaremos la ecuación de la recta relacionándola con los diferentes valores que tenemos.7251 Para sacar nuestra entalpia para el aire tenemos que tomar en cuenta que se debe ocupar nuestra Tw=15°C y su Pw=12.7913 42 61.0502 )=39.063 33 37.46 y ) T +597.2364 36 44.0418 35.788. Tw= 15°C Pw=12.0339 36 44.62∗56.442 0.0418 39 52.62∗Pv y= P−Pv 0.729 28.442 0.324 0.729 28.88 y= =0.563 34.24+0.8492 39 52.88 0.75 TEMPERATURA °C Pw mmHg Pv mmHg y H* 45 71.2 y H ¿ =( 0.5 48 0.729 0.788 mmHg .324 Procedemos a obtener la humedad absoluta “y” con la siguiente formula: 0.442 39.88 TEMPERATURA °C Pw mmHg Pv mmHg y 45 71.729 28.0244 30 31.0502) ) 45+ ( 597.563 34.5 48 0.88 56.4956 33 37.8361 30 31.0244 22. 46∗0.8492 61.85174 H=mT + b m= pendiente que en este caso sería la relación G/L.788−0.0244 22.288 H=( 0.229 36 14.0205 19.85174=0.22= = =0.147 56.00434 760−5.442 39.729 0.0502 41.0418 35.7251 9. Pv=12.324 0.2∗0.7913 71.442 0.063 0.0291 26.288 0.8865 TEMPERATURA °C Pw mmHg Pv mmHg y H* H 45 22.00434) ) 30+ (597.5 1 39 52.00434 ) =9.62∗5.4956 44.824 24.769 34.2364 17.7393 H=mT + b H=0.8517 Luego obtenemos la diferencia delas entalpias de la siguiente manera: H ¿ −H .88 0. pero como tenemos la relación L/G tenemos que invertirla y así obtendremos m.0339 30.8197∗30+b b=−14.5 ( 30−15 )=5.8197∗45−14.563 9 33 12.22 G 9.88 2 42 19.729 8 30 31.7393=36.310 28. L 1 1 m= =1.8197 G L 1.24 +(0.688 48 0.288 y= =0.8361 37. 729 1 08 5 3 30 19.563 9 6 33 12.76 11.824 1 7 2 Procedemos a obtener el NOH de la siguiente manera: Hf dH NOH =∫ H0 H ¿ −H Hf 1 NOH=∫ ∑ ¿ dH H0 H −H .236 17.5 2 81 1 17 39 30.0502 71.0418 35.0291 44.00 0.88 3 72 4 83 42 35.442 0.16 0.31 10.729 0.22 13.644 T Pw Pv y H* H H*-H 45 22.0291 26.88 2 4 42 19.5 1 1 39 13.791 22.0339 52.72 0.563 6 99 6 82 33 22.147 19.2364 17.7251 9.52 0.063 0.8517 9.063 0.085282 34.64 56.1472=19.8492 61.324 0.101282 24.7913 71.0502 41.00 39.52 28.4956 44.0418 61.64 0.324 0.0244 22.725 9.824 24.873 31.873 Luego obtenemos la relación de las entalpias de la siguiente manera: 1 H ¿ −H T Pw Pv y H* H H*-H 1/(H*-H) 45 41.229 52.16 48 0.688 16.0339 30.442 4 9 7 31 36 26. 41.14 19.88 0.769 11.729 8 5 30 31.095009 28.72 34.310 10.8361 37.0244 37.061877 48 0.849 19.88 0.851 0.0205 19.442 0.729 0.076879 39.050905 56.0205 9.7913−22.442 7 36 14.836 12.495 14.68 16. 07853 dH 9.31 10.72 28.076879 6 9 2 2 9 64 9 07 31 3 44.061877 48 2 61.9656 T Pw Pv y H* H H*-H 1/(H*-H) NOH 4 0.1472 NOH= ∫ 0.024 22.095009 3 9 9 4 61 08 25 3 3 31.23 17.88 2 13 72 44 83 4 0.79 22.07853∗( 22.88 5 71.44 39.101282 0 4 4 5 51 7 3 2 caudal A= coeficiente de seccion de latorre ¿ ∗1 kg hora 5000 kg 500< = ¿ hora 3 m 5 =¿ hora 5000 kg /hora A= =0.72 0.8517 22.87 0.72 9.050905 56.851 9.68 16.76 11.041 35.085282 6 3 3 1 56 99 26 82 3 37.1472−9.1 0.8517 NOH=0.7 0.32 0.22 13.965 3 52.44 0.0 0.1472 NOH=0.07853 ∫ dH 9.4712 ∑ H ¿ −H = 6 =0.033 30.83 m2 kg 6000 2 hora∗m .6 0.07853 5 es el número de intervalos en las temperaturas 22.84 19.5 0. 1 0.56 34.020 19.14 19.050 41.83 12.06 0.5 8 92 81 61 17 0.49 14.029 26.8517 )=0.82 24. dando unos valores de H de 51 y 10 Kcal/Kg a las respectivas temperaturas. Gv HOH= k ya G=2. .45∗Gmin Gmin =L/mı En la tabla siguiente Calculo el m* a las siguientes temperaturas de 45 ° C y 30 ° C. 315=4487.315 2.6 ( hora∗m ) ( hora∗m2 ) kg 5384.73 hora kg G=2.9997 m A temperatura de entrada de aire Te= 25°C y la Ts= 30°C sacamos las entalpias dando valores de 10 y 24 Kcal/kg en tabla anterior. (51−10 ) m ¿= =2.17 hora 4487.17 kg / hora ∗6000 kg 5000 kg /hora kg GV = 2 =5384.73 ( 45−30 ) 5000 kg Gmin = =18.6 hora∗m2 HOH= =2.071=1.071m kg 2600 ( hora∗m3 ) PARTE D.- Z =NOH∗HOH Z =0.8 30−25 ΔH mteorico= ΔT g .45∗18. ΔH mreal= ΔT g 24−10 mreal= =2.9656∗2. 5°C dando los valores de 0.02997.02997−0.01568 ) =64.33 32−26 mteorico ≅mreal Entonces la temperatura de salida viene a dada por el punto T de la tabla presente. Por lo tanto la Tsa= 33. W L=G∗∆ y 4487. 26.17 kg kg W L= ∗( 0.01568 y 0.12 hora hora .5−12.5°C Sacamos las humedades absolutas a T= 25°C y 33.5 mteorico= =2. por la parte inferior de la cual entra aire con una temperatura húmeda de 22°C y su velocidad másica a través de la torre es de 5000 kg/h*m 2.824 Para sacar los valores de Pv aplicamos la siguiente formula: Pw−Pv=0. o SOLUCION DATOS: L=300 m3/hora Te= 43°C Ts= 30°C Tw= 22°C G= 5000 kg/h*m2 L/G=1 Kya=2500 kg//m3 Presión atmosférica= 1 atm= 760 mmHg El Pw vemos lo obtenemos en tablas por lo cual tendríamos: TEMPERATURA °C Pw mmHg 43 64. Determínese la altura necesaria de la torre: g) Si la resistencia de la transmisión de calor y materia se encuentra íntegramente en fase gaseosa.5(T −Tw ) Pv=Pw−0.5(T −Tw ) . h) Si la relación hl/ky determinada experimentalmente en una planta piloto con características análogas. vale 6.067 34 39. siendo la relación entre las masas de aire y agua igual a la unidad.324 37 47. Para enfriar 300 m3/hora de agua desde 43°C hasta 30°C se emplea una torre de tipo natural en contracorriente. WL de agua evaporada= ∗100 L 64.28 5000 2.898 30 31.12 de agua evaporada= ∗100=1. Para las condiciones de operación el coeficiente de la torre Kya= 2500 kg/h*m3.8 40 55. 048) ) 43+ ( 597.024 Luego se procede a calcular la entalpia especifica H * con la siguiente formula: ¿ H =( 0.46∗0.040 34.824 27.3 y= =0.324 46.596 Para sacar nuestra entalpia para el aire tenemos que tomar en cuenta que se debe ocupar nuestra Tw=22°C y su Pw=19.3 0.3 0.067 39.324 37 47.898 33.324 46.8−0.034 34 39.048 40 55.3 TEMPERATURA °C Pw mmHg Pv mmHg y 43 64.034 29.754 40 55.2 y H ¿ =( 0.824 Procedemos a obtener la humedad absoluta “y” con la siguiente formula: 0. Pv=64.047 )=39.795 34 39.898 33.62∗54.824 27. para así obtener una nueva humedad absoluta solo para el aire con lo que con esto . para el caso de la temperatura ocupamos la de salida del liquido 30°C y obtenemos un nuevo Pv.047 760−54.8 0.029 25.2∗0.8 0.898 33.067 39.898 30 31.5 ( 43−22 ) =54.824 27.9 0.24+(0.898 30 31.3 40 55.3 TEMPERATURA °C Pw mmHg Pv 43 64.374 37 47.3 0.827.024 21.8 54.567 34 39.6 0.029 30 31.324 46.067 39.048 39.46 y ) T +597.8 54.3 0.24+0.62∗Pv y= P−Pv 0.9 0.8 54.75 TEMPERATURA °C Pw mmHg Pv mmHg y H* 43 64.6 0.040 37 47. 013 )=15.143 37 47.898 33.62∗15. L 1 1 m= =1= = =1 G L 1 G 15.2∗0.143 TEMPERATURA Pw mmHg Pv mmHg y H* H °C 43 64.824 27.034 29.8 54.024 21.827 H=( 0.5 ( 30−22 )=15.857 H=mT + b H=1∗43−14.143 40 55.3 0.143 Luego obtenemos la diferencia delas entalpias de la siguiente manera: H−H ¿ .596 15.46∗0.040 34.754 28.143 30 31.827mmHg Pv=19.324 46.143=1∗30+b b=−14.8 0.143 H=mT + b m= pendiente que en este caso sería la relación G/L.24 +(0.795 22.827 0.013)) 22+ ( 597.029 25.013 760−15.374 25.827 y= =0. Tw= 22°C Pw=19.6 0.obtendríamos nuestra entalpia real y para obtener las demás entalpias usaremos la ecuación de la recta relacionándola con los diferentes valores que tenemos.857=28.827−0.9 0.048 39.067 39.3 0.898 19.143 34 39. pero como tenemos la relación L/G tenemos que invertirla y así obtendremos m. 231 37 47.14 21.8 0.6 0.755 6.029 25.652 7.652 34 39.754 11.024 15.143 6.824 27.231 55.3 0.9 0.374 25.596 15.61 39.453 31.029 19.824 3 Procedemos a obtener el NOH de la siguiente manera: Hf dH NOH =∫ H0 H ¿ −H Hf 1 NOH=∫ ∑ dH H0 H ¿−H 1 0.596 6.143 6.040 25.8 1 40 55.067 39.324 3 37 39.8 3 1 40 46.14 11.755 39.898 33.898 19.652 47.754 28.125 5 es el número de intervalos en las temperaturas . 39.61 39.898 6.14 29.754−28.3 0.034 29.3 0.143 7.374 9.9 0.755 30 31.143=11.898 3 30 27.040 34.6 0.067 3 34 33.324 46.143 64.795 22.034 22.625 ∑ H ¿ −H = 5 =0.14 34.048 28.231 9.453 6.048 11.14 25.453 Luego obtenemos la relación de las entalpias de la siguiente manera: 1 ¿ H −H T Pw Pv y H* H H*-H 1/(H*-H) 43 54.611 64.611 T Pw Pv y H* H H*-H 43 54.3 0.024 21.795 7.143 9.8 0. 14 6. 28. 0.125 ∫ dH 15.143−15.37 25.611 3 64.231 0 4 3 0 4 3 1 3 47. NOH H) 4 54.143 NOH=0.14 6.6 11.45 6.14 11.8 3 8 4 3 11 4 55.79 22.143 28.453 0 4 8 4 6 3 3 Luego calculamos el HOH de la siguiente manera: Gv HOH= K ya 5000 HOH= =2 2500 T Pw Pv y H* H H*-H 1/(H*.32 46.625 T Pw Pv y H* H H*-H 1/(H*.04 39. 0.231 0 4 3 0 4 3 1 3 47.23 1.8 3 8 4 3 11 4 55.75 6.125 dH 15.6 11.06 39. NOH HO H) H 4 54.65 7.143 )=1. 0.04 39.14 9.02 25.37 25.89 19.75 28.143 NOH= ∫ 0. 0.14 9.02 25.89 33.04 34.04 34.143 NOH=0.06 39.14 7.625 9.652 7 7 6 4 5 3 2 3 39. 0.75 6.125∗( 28.75 28.625 2 9.89 33. 0.02 21.59 15.14 6.23 1. 0.652 7 7 6 4 5 3 2 3 39.14 11.755 4 8 9 9 8 3 5 3 31. 0.89 19.82 27.65 7.755 4 8 9 9 8 3 5 .79 22.14 7. 0.32 46.611 3 64.03 29.03 29. . 0.453 0 4 8 4 6 3 3 Por ultimo calculamos el Z: Z =NOH + HOH Z =1.14. 0.En un secadero adiabático entran 1000 kilogramos por hora de un material a temperatura igual a la temperatura húmeda de entrada del aire en el mismo. 0.625+ 2=3.755 4 8 9 9 8 3 5 3 31.231 0 4 3 0 4 3 1 5 3 47.45 6.62 9.82 27.59 15.75 28.02 25. Calcúlese: a) Temperatura de precalefacción b) Volumen de entrada de aire en el secadero c) Cantidad de calor suministrado SOLUCIÓN: Literal a) Condiciones iniciales del aire: T entrada=15 ℃ . 0.79 22.8 3 8 4 3 11 4 55.04 39.625 2 3.652 7 7 6 4 5 3 2 3 39.23 1. 0.82 27.89 33.32 46.6 11.14 6.14 9.04 34.03 29.453 0 4 8 4 6 3 3 EJEMPLO 4.625 m T Pw Pv y H* H H*-H 1/(H*.14 6.59 15.00 mm Hg que se calienta antes de entrar en el secadero. 3 31.02 21.06 39.02 21.14 11. NOH HO Z H) H 4 54. Las humedades del material medidas sobre base seca son 60% a la entrada y 5% a la salida. A la salida del secadero el aire se encuentra a 30ºC y su humedad relativa es del 85%.14 7. 0.37 25.611 3 64.65 7. Para el secado se dispone de aire a 15ºC con una presión parcial de vapor de 2.75 6.45 6.89 19.14 6. 0230−0.0230 kg agua/kg aire La temperatura de precalefacción es: T precalefacción =80℃ Literal b) Cantidad de agua a evaporar: H 2 Oevaporada =1000 ( 1−0.0213 kg m AIRE SECO =10330 kg .6−0. Y 1=0.0017 kg agua/kg aire Condiciones del aire a la salida del secadero: T salida =30℃ T w =28 ℃ Y 2=0.6 ) (0.0017 AIRE SECOevaporado =0.0213 kg Cantidad de aire seco que se necesita H 2 Oevaporada m AIRE SECO = AIRE SECO evaporado 220 kg m AIRE SECO = 0.05) H 2 Oevaporada =220 kg Cantidad de aire seco evaporado por kilogramo: AIRE SECOevaporado =Y 2−Y 1 AIRE SECOevaporado =0. referida al solido seco.46∗0. E l aire de que se dispone esta a 15 C y sale con humedad relativa del 60% entra en el secadero con T húmeda de 25 C y sale con humedad relativa del 85%.24+ 0. Calcúlese el volumen del aire a la entrada del secadero y el calor horario de pre calefacción del mismo.0017 18 ) 0.082∗353 1 m3 V esp=1 kg Volumen de aire a la entrada del secadero: V entrada=mAIRE SECO∗V esp V entrada=( 10330 )∗( 1 ) m3 V entrada=10330 h Literal c) Cantidad de calor suministrado: Q=V entrada ( 0. se secan 1000 Kg/h de un solido húmedo desde el 65% hasta el 15% de humedad.62∗10 kcal/h 4-23 En un secadero cuyo funcionamiento puede considerarse análogo al de una torre de humidificación adiabática.Volumen específico del aire a la entrada del secadero: Y 1 RT V esp= ( 1 + MG M V P ) V esp= ( 291 + 0.46 Y 1 ) ( T precalefacción −T entrada ) 0. .24 +0.00179(80−15) Q=10330 ¿ 5 Q=1. 824 – 0.824 En tablas Pv = Pw – 0.5 (T .79)) Y = 0.5 (30 .79 – 0.79 / (760 – 17.015 Kg de agua/ Kg de aire Humedad relativa = 85% T= 30 C Pw = 31.A.Cantidad de agua evaporada 1000(1-0.79 Y = 0.324)) Y = 0.Tw) Pv = 31.025 Kg de agua/ Kg de aire .65-0..25) Pv = 29.5 (15 .15)= 175 Kg Tw= 25 C T = 15C Pw =12.Tw) Pv = 12.62 ( Pv / P – Pv) Y = 0.62(17.25) Pv = 17.324 Y = 0.324 / (760 – 29.65)(0.62(29.5 (T .62 ( Pv / P – Pv) Y = 0.79 En tablas Pv = Pw – 0. 24 + (0..015)) (80 .02 El volumen de aire a la entrada será V = 17500 * 1.015 = 0.15) q = 2.Con Cada Kg de aire seco que se evapora 0.01 = 17500 Kg de aire seco V= ( 291 + 0.86 x 105 Kcal / h .Calor horario de pre calefacción q = 17850 (0.025 – 0.082 * 353 = 1.02 = 17850 m3 / h La T de pre calefacción determinada por la intersección de la línea de Tw = 25C con Y1 = 0.46 * 0.015 18 ) * 0.0017 resulta Tp = 80C B.01 Kg por tanto se necesita 175/0.