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En la etapa previa de una planta de licuación de aire, se comprime aire ambiente a 25 °C, 100 kPa y 50% de humedad hasta 10 MPa, y se deja enfriar. Calcular la cantidad de agua que condensa

Datos:

>	read"../therm_eq.m":read"../therm_proc.m":with(therm_proc):

>	su1:="Aire":su2:="H2O":dat:=[T0=(25+273)*K_,p0=100e3*Pa_,phi0=0.5,p1=10e6*Pa_];

Eqs. const.:

>	Adat:=get_gas_data(su1):Adat:=subs(c[p]=c[pa],R=R[a],M=M[a],T[b]=nada,[Adat]):Wgdat:=get_gas_data(su2):Wgdat:=subs(c[p]=c[pv],R=R[v],M=M[v],[Wgdat]):Wldat:=get_liq_data(su2):Wdat:=op(Wgdat),Wldat:get_pv_data(su2):dat:=op(dat),Const,SI2,SI1:Mca=subs(dat,Mva);

a) Calcular la cantidad de agua que condensa.

Estado 0=inicial (aire ambiente a 25 ºC, 100 kPa, 50%HR).

Estado 1=final (tras el atemperamiento, a 25 ºC, 10 MPa, saturado).

La compresión adiabática del aire disminuye la HR por el calentamiento asociado, pero al atemperarse la HR aumenta hasta condensar parte del vapor (si la presión es sufiente).

>	eq8_8;w0_:=evalf(subs(dat,w(phi0,T0,p0))):'w0'=evalf(%,3);phi1=1;w1_:=evalf(subs(dat,w(1,T0,p1))):'w1'=evalf(%,1);w1_w0_:=w1_-w0_:'w1-w0'=evalf(%,2);

i.e. la razón másica de mezcla (humedad absoluta) es inicialmente w0=0,010 (10 g/kg), y al final solo admite w=0,0002 (0,2 g/kg), luego hay que evacuar 9,8 g/s de agua por cada 1 kg/s de aire comprimido.

Es de suponer que esta compresión tan grande (la relación de presiones es 100) se llevará a cabo en varias etapas de compresión, con refrigeración intermedia y sangrado intermedio del agua que va condensando. También se puede desecar el aire antes de comprimirlo.

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