GUIA DE PROBLEMAS – PROCESOS Y CICLOS SICROMETRICOS

1.- La atmósfera de una habitación que mide 34.52.5 , posee una temperatura de 21.1°C, humedad relativa de 50% y presión barométrica normal. La superficie interior de los vidrios de las ventanas es de 4.4 °C.a) ¿ Se originará condensación de la humedad del aire, sobre los vidrios de las

ventanas ?b) Calcular los kgs de vapor de agua, que existe en el interior de la habitación.

2.- Una corriente de aire es rociada con agua líquida pulverizada, absorbiendo humedad en forma adiabática, partiendo con aire a t = 29.4°C y t* = 21.1°C, hasta dejarlo con t = 23.9°C.a) ¿ Qué cantidad de agua fue añadida por kg de aire seco?b) ¿Cuál es la temperatura de rocío y humedad relativa del aire tratado?

3.- Aire a t = 37.8°C y t* = 18.3°C es humectado adiabáticamente con vapor de agua. El vapor suministrado posee un título de 80% a la presión absoluta de 0,12 MPa abs.Al agregar suficiente vapor para humectar el aire hasta = 60%, se pregunta:a) ¿ Cuál será la temperatura de bulbo seco del aire humectado?b) ¿ Cuál será la cantidad de vapor suministrado al aire, por kg de aire seco?

4.- Supóngase que 83 m3/min de aire a t = 10°C y = 100%, se mezclan con 70 m3/min de aire a t = 23.9°C y = 50%. Calcular la temperatura de bulbo seco, humedad relativa y humedad específica de la mezcla resultante.

5.- En una unidad de aire acondicionado entran 170 m3/min de aire a t= 26.7°C y = 50%. Las condiciones de salida son t= 13.9 °C y = 90%. SE PIDE:a) Calcular la cantidad de calor expulsado por el aire, en kcal/min o kW.b) ¿ Cuánta humedad en kg/h, se le quitaron al aire?

6.- Aire húmedo pasa a través de un serpentín, calentado con vapor, a t= 4.4°C y t* = 2.2°C, a razón de 57 m3/min. El aire deja el serpentín a una temperatura de bulbo seco de 45°C. Determinar los kg/h de vapor saturado a 105°C, que se requieren, si el condensado deja el serpentín a 100°C ( el vapor necesario para calentar el aire). 7.- La figura muestra esquemáticamente parte de un acondicionador de aire, para Invierno. La presión barométrica es la normal. Determinar:a) La temperatura t3 del aire mezclado, que entra al calefactor.b) El calor que entrega el calefactor al aire, en kcal/h.

RESPUESTA : t3 = 18.5°C Q34 = 22473 kcal/h = 26,13 kW

1

3 4

2

8.- Se calienta aire húmedo en un serpentín, tal como se ilustra en la figura. Parte del aire pasa por el serpentín y parte pasa por fuera de él. Determinar:a) La masa de aire por minuto que no pasa por el serpentín.b) El calor suministrado por el serpentín en, kcal/min o kW.

RESPUESTA : a) 14 kg/min b) 220 kcal/min = 15,35 kW

2 2 = 20%

ma1 = 50 kg/min t1 = 5°C 1 = 100% 1 3 t3 = 23°C

9.- Se posee un secador compuesto por un serpentín de enfriamiento y deshumectación y un calefactor. El aire se recircula en forma permanente a través del proceso, tal como se ilustra en la figura y con los estados que se indican. Se pide determinar:

a) Trazar el ciclo sicrométrico correspondiente.b) La capacidad necesaria del calefactor, en kcal/min.c) La capacidad de enfriamiento del primer serpentín.d) La humedad que se le quita a los productos, en kg agua/min.e) La humedad que se le quita al aire en el deshumectador, en kg vapor/min.

RESPUESTA: b) 1188.7 kcal/min = 82,93 kW c) 1255.5 kcal/min = 82,93 kW d) y e) 61.64 kg/h

t4 = 35°Ct4* = 21.1°C

t1 = 10°CW1 = 0.006 kgv/kg a.s

V1 = 37 m3/min

t2 = 26.7 °Ct2* = 21.1 °C

desh. por enfr. prod.húmedos

2 = 100% 1 2 3 4 4 = 70% t3 = 38°C 3 = 25% V3 = 190 m3/min calef.

Aire recirculado

10.- A un ducto de sección cuadrada de 20 20 cm entra aire a la velocidad de 3 m/s con t= 35°C y = 50%. Por otro lado, a través de de un ducto de 15 15 cm, que se acopla al anterior, entra aire a t = 25°C y = 60%.Se pide determinar:a) ¿ a qué velocidad debe entrar el aire por el segundo ducto, para que la mezcla resultante no dé lugar a condensación de vapor de agua, si se enfría hasta 19°C.

11.- A un ducto de sección circular, de diámetro 30 cm, entra aire a la velocidad de 4 m/s y con t = 35°C y = 50%. Por otro lado, a través de un ducto circular, entra aire a una velocidad impuesta de 6 m/s y a t= 25°C y = 60%.La mezcla resultante es tratada posteriormente en un lavador de aire, donde la temperatura de equilibrio del agua, en el depósito permanece a 22°C. El depósito contiene inicialmente 540 lts de agua.El aire sale finalmente del lavador con un = 80%. Se pide:a) Trazar la combinación de procesos, en la carta sicrométrica.Calcular:b) El diámetro necesario del segundo ducto, por donde entra el aire.c) El número de días que puede funcionar el sistema, en forma continua, si se

suministra agua de reposición, al depósito, a razón de 3 lts/h.

2 D2 = ? t2 = 25°C V2 = 6 m/s 2 = 60%

1 3 4 t1 = 35°C 4 = 80 % 1 = 50% V1 = 4 m/s 3 lts/h 540 lts D1 = 30 cm t = 22°C

12.- Para absorber la carga de calor y humedad, en el interior de un recinto, se montará un sistema de aire acondicionado, de acuerdo a lo ilustrado en la figura.El aire debe entrar al recinto en un estado determinado, de tal modo que al recibir calor y humedad, salga de éste con 20°C y = 60%.

En el recinto el aporte de calor sensible es de 10.000 kcal/h y al aire se le suministran 4 kg de vapor/h ( vapor saturado seco a 35.6° con hg=2565 kJ/kg).Se pide determinar:a) Trazar la combinación de los procesos sicrométricos.CALCULAR:b) El estado 2, 3 y 4 ( t y ).c) La capacidad de enfriamiento del deshumectador por enfriamiento, en kcal/h y en

TSR.d) La capacidad del calefactor, en kcal/h

RECINTO

3 5 t5 = 20°c 5 = 60%

Qs = 10.000 kcal/h mv = 4 kg/h

3 1 t1 = 25° 1 = 60% calef desh. V1 = 94.03 m3/min

EQUIPO ACONDICIONADOR

1 3.- Se desea calefaccionar un ambiente, en Invierno, utilizando un equipo acondicionador, con recirculación, que posee un calefactor y un lavador de aire:Las características del acondicionamiento son las siguientes :Aire exterior : t = 4.5°C = 90%Condiciones del local : t = 21°C = 50%Carga de calor sensible : 25.000 kcal/hCarga de calor latente : 6250 kcal/hVolumen del recinto : 20 10 4 mN°RH : 4Aire recirculado : 60%SE PIDE:a) Graficar la instalación con los procesos correspondientesCALCULAR:b) Las condiciones de impulsión ( t y ) R: 31°C ; 31%c) La capacidad del calefactor en kcal/h R: 51042 kcal/h = 59,35

kWd) La humedad que debe aportar el lavador, en kg/h R: 19.4 kg/h

2

4Qs