Intercambiador De Calor

Índice

Resumen 3

Objetivos 3

Características técnicas de los equipos e instrumentos 4

Descripción del método seguido 5

Presentación de los resultados 5

Discusión de los resultados, conclusiones y observaciones personales 7

Apéndice 8

A.-Marco Teórico 8

B.-Desarrollo de cálculos 10

C.-Tabla de Valores Obtenidos y Calculados 12

D.-Bibliografía 12

Resumen

En el presente informe se detalla el principio de funcionamiento de un equipo de aire acondicionado monozona, el cual utiliza agua para enfriar el aire que pasa por el ducto del equipo.

A continuación, se presentan los resultados obtenidos mediante los datos tomados en el laboratorio y el proceso de enfriamiento en la carta psicrométrica. Finalmente se hace un análisis y conclusión de los resultados.

Objetivos

Objetivo general

Aplicar a diversos fenómenos físicos que involucran mezclas de vapor de agua y aire el primer principio de la termodinámica y la ecuación de conservación de masa.

Objetivos específicos

Efectuar balances de materia y energía a sistemas térmicos que realizando el proceso de enfriamiento evaporativo.

Características técnicas de los equipos e instrumentos

Termómetros Digital con termocupla de Inmersión y de contacto

Marca: Fluke

Modelo: Fluke 52 II (doble entrada)

Escala de temperatura: ITS-90

Unidades de medición: °C, °F, K

Accesorio: Termocupla de inmersión

Termopar: Tipo K (Cr/Al)

Rango de escala: -200 a 1372 (°C)

Resolución de la pantalla: 0,1 ° C, 0,1 K <1000

1 ° C, 1 K> = 1000

Anemómetro

Unidad de medición: m/s; km/h; ft/min; nudos (milla marítima); milla/hr

Higrómetro

Marca: Dr.Fiedrich

Procedencia: Alemania

Unidad de Medición: Humedad Relativa en HR%

Rango de escala: 0-100 %

Resolución: 1% HR

Error Instrumental: 0.5%

Manejadora de aire o equipo acondicionador de aire

Marca: Monozona

Procedencia: USA

Modelo: 29141-12

Descripción del método seguido

El laboratorio comienza con una introducción acerca del estudio de las propiedades del aire húmedo, para relacionarlo con los sistemas de acondicionamiento de aire.

El profesor hace un reconocimiento del equipo de aire acondicionado monozona, indicando las características que posee así como su funcionalidad. El equipo permite que se rocíe (atomice) agua hacia el flujo de aire que pasa por el ducto a través de él, lo que permite enfriar el aire a la vez que el agua se evapora.

A continuación se instalan los instrumentos de medición en el equipo y éste se pone en marcha. Se espera un tiempo hasta lograr condiciones operacionales estables en el equipo para realizar las mediciones de temperatura del aire a la entrada y salida del equipo, velocidad de salida del aire, dimensión del ducto de salida de aire, humedad relativa.

Finalmente se registran los datos obtenidos en una tabla.

Presentación de los resultados

A continuación, se presentan los resultados con los datos obtenidos en el laboratorio. El cálculo para su obtención se presenta en el apéndice.

Enfriamiento evaporativo

Flujo másico m ̇ (〖kg〗_AS/s) Potencia W ̇ (kW)

1.0046 -1.0046

A continuación se presenta la carta psicrométrica para el proceso realizado en el laboratorio

Fig. 1 Proceso enfriamiento evaporativo

Discusión de los resultados, conclusiones y observaciones personales

En el desarrollo de esta experiencia, se muestra uno de los procesos de acondicionamiento de aire utilizados, llamado enfriamiento evaporativo donde el aire puede enfriarse con sistemas de aire acondicionado convencionales.

Al observar este proceso en la carta psicrométrica, se ve una disminución de la temperatura del aire a la salida del ducto del equipo monozona (TBS2). Además, se observa un aumento en la relación de masa de agua por masa de aire y aumento en la humedad relativa, la cual indica que el aire a la salida del ducto tiene una menor capacidad de mantener la humedad y es además un indicador que determina el nivel de confort. La temperatura de bulbo húmedo a la salida del ducto T = 13.2, corresponde a la temperatura más baja que puede alcanzarse en el proceso realizado en la experiencia y es el caso límite, donde el aire saldrá saturado (humedad relativa del 100%).

De manera idealizada, la temperatura de bulbo húmedo y la entalpía permanecen constantes. En el caso de esta experiencia, tanto la temperatura de bulbo húmedo como la entalpía aumentan levemente, esto se debe a que la temperatura del agua líquida suministrada es diferente a la temperatura de salida del flujo de aire.

Estos tipos de procesos se aplican para el acondicionamiento de aire en lugares de clima seco o desértico evitando los altos costos de utilizar sistemas con ciclo de refrigeración. El proceso se base un sencillo principio: cuando se evapora el agua, el calor latente de vaporización se absorbe del cuerpo del agua y del aire de los alrededores. Como resultado, tanto el aire como el agua se enfrían durante el proceso. El hecho de que el aire ceda el calor, explica el sentido negativo obtenido en la potencia térmica.

En cuanto a los errores obtenidos más significativos, se encuentra la obtención de los valores mediante el uso de la carta psicrométrica.

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