Practica 3 aire acondicionado
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FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ARAGÓN
Tablas de lecturas
INGENIERÍA MECÁNICA
LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS
Práctica no. 3: “Equipo de aire acondicionado”
Alumno: David Ricardo Fernández Cano Veronico
Fecha de realización:
Fecha de entrega:
Procesos de calentamiento sensible y calentamiento, humidificación y recalentamiento
Concepto Símbolo Unidades Calentamiento sensible
Calentamiento, humidificación y recalentamiento
Temperatura de bulbo seco sección A
T bsA °C 29
Temperatura de bulbo húmedo sección A
T bhA °C 16
Temperatura de bulbo seco sección D
T bsD °C 29 38
Temperatura de bulbo húmedo sección D
T bhD °C 17 22
Temperatura de bulbo seco sección G
T bsG °C 32.5 41.5
Temperatura de bulbo húmedo sección G
T bhG °C 18 22.8
Presión en el manómetro inclinado
Pm mmH 2O2.7 3.7
Procesos de enfriamiento sensible y enfriamiento y deshumidificación
Concepto Símbolo Unidades Calentamiento sensible
Calentamiento, humidificación y recalentamiento
Temperatura de bulbo seco sección D
T bsD °C 28 29
Temperatura de bulbo húmedo sección D
T bhD °C 15 17
Temperatura de bulbo seco sección G
T bsG °C 19 12
Temperatura de bulbo húmedo sección G
T bhG °C 12 9
Presión en el manómetro inclinado
Pm mmH 2O 1.35 .5
Presión manométrica en el evaporador
Pe bar 4.5 4.5
Temperatura de salida del refrigerante en el
evaporador
T se °C 7.5 7
Presión manométrica en el condensador
Pc bar 16 16.2
Temperatura de salida del refrigerante en el
condensador
T sc °C 40 36
Flujo de refrigerante mr kg/h 28 24
2
Desarrollo de la práctica
Desarrollo de la práctica para altura de la Ciudad de México
1.- Proceso de calentamiento sensible
1a).- Calor perdido en el proceso
V G=37.62 (305.65 ° K /293 ).74 (2×2.7mmH 2O×9.81m /s2).5=282.5102m3/h
ma=( 282.5102m3/h/1.16m3/kg ) /3600=.06765 kg /s
Qa= .06765 kg/s (62−57.5 ) kJ /kg=.3044 kW
Q per=( .5−.3044 ) kW=.1956 kW
2.- Proceso de enfriamiento sensible
2a).- Calor perdido por el aire
V D=37.62 (301.65 ° K /293 ).74 (2×1.35mmH 2O×9.81m /s2 ).5=197.5843m3/h
ma=( 197.5843m3/h/1.14m3 /kg )/3600=.04814 kg/ s
Qa= .04814 kg /s (51−41 ) kJ /kg=.4814 kW
2b).- Calor absorbido por el refrigerante
mr=28kg/h (1h/3600 )=.00778 kg /s
Qr=.00778 kg/ s (377−260 ) kJ /kg=.91kW
3.- Proceso de enfriamiento y deshumidificación
3a).- Calor absorbido por el refrigerante
mr=24kg /h (1h /3600 )=.0067 kg /s
Qr=.00778kg/ s (377−254 ) kJ /kg=.82kW
3b).- Calor sensible retirado del sistema
V D=37.62 (302.65 °K /293 ).74 (2× .5mmH 2O×9.81m /s2 ).5=120.541m3/h
ma=( 120.541m3/h/1.145m3/kg )/3600=.02924 kg /s
Qs=.02924 kg /s×2465 kJ /kg (.011−.0082 ) kJ /kg=.2018 kW
3
3c).- Calor latente removido por el sistema
Ql= (.02924 kg/ s) (2465 kJ /kg ) ( .0011−.0082 )=−.511744 kW
3d).- Calor total retirado por el sistema
QT=( .2018+.7311) kW=.9329 kW
3e).- Factor de calor sensible
FCS=.7311kW / .9329kW=3.622
4.- Proceso de calentamiento, humidificación y recalentamiento
4a).- Calor sensible suministrado al sistema
V G=37.62 (314.65 ° K /293 ).74 (2×3.7mmH 2O×9.81m /s2).5=337.8933m3/h
ma=( 337.8933m3/h/1.2m3/kg) /3600=.07822 kg/s
Qs=.07822 kg/s (82.4−54 ) kJ /kg=2.2213 kW
4b).- Calor latente suministrado al sistema
V D=37.62 (295.15 ° K /293 ).74 (2×3.7mmH 2O×9.81m/ s2 ).5=322.269m3/h
ma=( 322.269m3/h/1.14m3/kg )/3600=.0785 kg /s
Ql= (.0785 kg /s ) (2465 kJ /kg ) (.0154−.0098 )=1.084 kW
4c).- Calor total suministrado al sistema
QT=(2.2213+1.084 )kW=3.3053 kW
Desarrollo de la práctica para altura al nivel del mar
1.- Proceso de calentamiento sensible
1a).- Calor perdido en el proceso
V G=37.62 (305.65 ° K /293 ).74 (2×2.7mmH 2O×9.81m /s2).5=282.5102m3/h
ma=( 282.5102m3/h/ .875m3/kg) /3600=.897kg /s
Qa= .897 kg/ s (51−48 ) kJ /kg=.2691 kW
4
Q per=( .5−.2691 ) kW=.2309 kW
2.- Proceso de enfriamiento sensible
2a).- Calor perdido por el aire
V D=37.62 (301.65 ° K /293 ).74 (2×1.35mmH 2O×9.81m /s2 ).5=197.5843m3/h
ma=( 197.5843m3/h/ .86m3/kg )/3600=.06382kg /s
Qa=.06382kg /s (42−34 ) kJ /kg=.5106 kW
2b).- Calor absorbido por el refrigerante
mr=28kg/h (1h/3600 )=.00778 kg /s
Qr=.00778 kg/ s (377−260 ) kJ /kg=.91kW
3.- Proceso de enfriamiento y deshumidificación
3a).- Calor absorbido por el refrigerante
mr=24kg /h (1h /3600 )=.0067kg /s
Qr=.00778 kg/ s (377−254 ) kJ /kg=.82kW
3b).- Calor sensible retirado del sistema
V D=37.62 (302.65 °K /293 ).74 (2× .5mmH 2O×9.81m /s2 ).5=120.541m3/h
ma=( 120.5413m3/h/ .865m3/kg )/3600= .03871kg /s
Qs=.03871kg/s (48−27 ) kJ /kg=.8129 kW
3c).- Calor latente removido por el sistema
Ql= (.03871 kg /s ) (2465kJ /kg ) ( .0073−.006 )=.124 kW
3d).- Calor total retirado por el sistema
QT=( .8129+.124 )kW=.9369 kW
3e).- Factor de calor sensible
FCS=.8129 kW /.9369 kW=6.5533
4.- Proceso de calentamiento, humidificación y recalentamiento
5
4a).- Calor sensible suministrado al sistema
V G=37.62 (314.65 ° K /293 ).74 (2×3.7mmH 2O×9.81m /s2).5=337.8933m3/h
ma=( 337.8933m3/h/ .905m3/kg ) /3600=.1037 kg /s
Qs=.1037 kg /s (67.3−45 ) kJ /kg=2.3128kW
4b).- Calor latente suministrado al sistema
V D=37.62 (295.15 ° K /293 ).74 (2×3.7mmH 2O×9.81m/ s2 ).5=322.269m3/h
ma=( 322.2692m3/h/ .895m3/kg )/3600=.1kg/ s
Ql= (.1kg /s ) (2465 kJ /kg ) ( .01−.0059 )=1.0 109kW
4c).- Calor total suministrado al sistema
QT=(2.3128+1.0109 ) kW=3.3 236kW
Tablas de resultados
Tabla comparativa de las propiedades psicrométricas
Proceso de calentamiento sensible
Propiedad Ciudad de México
Nivel del mar
Inicial Final Inicial Final
T bs°C 29 32.5 29 32.5
T bsh°C 17 18 17 18
T pr°C 11.3 11.3 9 8
h kJ/kg 57.5 62 48 51φ % 34 28 30 24ω 0.011 0.01 0.007 0.01V m3/k g 1.14 1.16 0.865 0.88
6
Proceso de enfriamiento sensible
Propiedad Ciudad de México
Nivel del mar
Inicial Final Inicial Final
T bs°C 28 19 28 19
T bsh°C 15 12 15 12
T pr°C 7 7.2 4 6.5
h kJ/kg 51 41 42 34φ % 29 49 23 44ω 0.0089 0.0088 0.0052 0.006V m3/k g 1.14 1.03 0.86 0.84
Proceso de enfriamiento y deshumidificación
Propiedad Ciudad de México
Nivel del mar
Inicial Final Inicial Final
T bs°C 29 12 29 12
T bsh°C 17 9 17 9
T pr°C 11.2 7.2 9 6.25
7
h kJ/kg 57.5 32.5 48 27φ % 34 73 29 69ω 0.011 0.0082 0.0073 0.006V m3/k g 1.145 1.075 0.865 0.815
Proceso de calentamiento
Propiedad Ciudad de México Nivel del mar
Inicial Intermedio Final Inicial Intermedio Final
T bs°C 29 38 41.5 29 38 41.5
T bsh°C 16 22 22.8 16 22 22.8
T pr°C 9.5 16.5 16.1 5.8 13.2 14
h kJ/kg 54 78 82.4 45 65 67.3φ % 30 29 24 22 24 23ω 0.0098 .0154 0.0151 0.0059 .01 0.012V m3/k g 1.14 1.19 1.2 0.87 .895 .905
Tabla de resultados para la altura de la Ciudad de México
Concepto SímboloUnida
d Valor1 Proceso de calentamiento sensible
1a Calor perdido en el sistema Q per kW 0.195572 Proceso de enfriamiento sensible
2a Calor perdido por el aire Qa kW 0.48142b Calor absorbido por el refrigerante Qr kW 0.913 Proceso de enfriamiento y deshumidificación
3a Calor absorbido por el refrigerante Qr kW 0.823b Calor sensible retirado por el sistema Qs kW 0.731093c Calor latente removido por el sistema Ql kW 0.20184
8
3d Calor total retirado por el sistema QT kW 0.932923e Factor de calor sensible FCS 3.622144 Proceso de calentamiento, humidificación y recalentamiento
4a Calor sensible suministrado por el sistema Qs kW 2.22134b Calor latente suministrado por el sistema Ql kW 1.083974c Calor total suministrado por el sistema QT kW 3.3053
Tabla de resultados para el nivel del mar
ConceptoSímbol
oUnida
d Valor1 Proceso de calentamiento sensible
1a Calor perdido en el sistema Qper kW0.2309
42 Proceso de enfriamiento sensible
2a Calor perdido por el aire Qa kW0.5105
52b Calor absorbido por el refrigerante Qr kW 0.913 Proceso de enfriamiento y deshumidificación
3a Calor absorbido por el refrigerante Qr kW 0.823b Calor sensible retirado por el sistema Qs kW 0.8129
3c Calor latente removido por el sistema Ql kW0.1240
43d Calor total retirado por el sistema QT kW 0.93693e Factor de calor sensible FCS 6.55334 Proceso de calentamiento, humidificación y recalentamiento
4a Calor sensible suministrado por el sistema Qs kW2.3127
84b Calor latente suministrado por el sistema Ql kW
1.01087
4c Calor total suministrado por el sistema QT kW3.3236
4
9
Gráficas
Calentamiento sensible
10
Calentamiento sensible
11
Enfriamiento sensible
12
Enfriamiento sensible
13
Enfriamiento y deshumidificación
14
Enfriamiento y deshumidificación
15
Calentamiento, humidificación y recalentamiento
16
Calentamiento, humidificación y recalentamiento
17
Enfriamiento sensible
18
Enfriamiento y deshumidificación
19
Conclusiones y recomendaciones
20
De las graficas de calentamiento sensible y enfriamiento sensible se puede observar que empiezan a tener diferencias entre las que corresponden a la carta psicrométrica que manejan la altura de la ciudad de México y las que son a nivel del mar. En el caso de las primeras se tiene que las trayectorias de los correspondientes procesos están representadas exactamente, pero para el caso de las trayectorias graficadas a nivel del mar se observa que no son completamente horizontales; esto es más notorio para el proceso de enfriamiento sensible, el cual parece describir la trayectoria de enfriamiento y humidificación.Para el proceso de calentamiento sensible se observa que la temperatura de punto de rocío debe mantenerse constante, la temperatura de bulbo seco es donde se presenta un incremento y en cuanto a las demás propiedades no se observan muchos cambios.En el proceso de enfriamiento y deshumidificación se puede ver que la humedad relativa aumento en ambas cartas psicrométricas; sin embargo la humedad especifica disminuyo en ambos casos, por lo cual parece ser que no se realizo un acondicionamiento de aire muy eficiente. Lo anterior puede deberse a que el descenso de temperatura no fue el suficiente para lograr que la mayor parte del agua se condensara y con esto disminuyera la humedad.En las graficas de recalentamiento, humidificación y recalentamiento se puede notar una mayor discrepancia entre las trayectorias obtenidas para el recalentamiento, en el cual se ven pendientes opuestas. Esto se atribuye a los diferentes comportamientos del aire húmedo con respecto a la presión.En las graficas de los refrigerantes se comprueba en el caso de enfriamiento sensible, que el refrigerante no se condensa por lo que sale del condensador como vapor saturado.Los procesos psicrométricos más importantes de la industria son el calentamiento y humidificación y enfriamiento y deshumidificación, que corresponden a la calefacción y al aire acondicionado. Las aplicaciones de los procesos psicrométricos se basan en el control de los procesos industriales y en el confort humano.
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