>	restart:#"m08_p16"

A una corriente de 1 kg/s de aire a 100 kPa, 20 ºC y 90% de humedad se le añade un pequeño flujo de vapor de 0,01 kg/s a 100 kPa y una temperatura T. Se pide:

a) Calcular las condiciones de salida para T=100 ºC y 500 ºC.

b) Determinar para qué valor de T la salida está saturada.

c) Determinar para qué valor de T no varía la humedad relativa.

d) Esquema de las evoluciones en el diagrama de Mollier del aire húmedo

Datos:

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

>	su1:="Aire":su2:="H2O":dat:=[m=1*kg_/s_,T0=(20+273)*K_,phi0=0.9,m2=0.01*kg_/s_,T21=(100+273)*K_,T22=(500+273)*K_];

Esquema:

>

>

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:

a) Calcular las condiciones de salida para T=100 ºC y 500 ºC.

>

eqBMw:=m*w1+m2=m*w3;eqBE:=m*h1+m2*h2=m*h3;w1_:=evalf(subs(dat,w(phi0,T0,p0))):'w1'=evalf(%,2);Tr1_:=solve(subs(dat,pv(T)=phi0*pv(T0)),T):'Tr1'=evalf(%,3);Tr1_C:=(Tr1_/K_-273)*`ºC`:'Tr1_C'=evalf(%,2);w3_:=subs(w1=w1_,dat,solve(eqBMw,w3)):'w3'=evalf(%,2);h1_:=subs(dat,Adat,Wdat,T=T0,dat,h(T,w1_)):'h1'=evalf(%/(1e3*J_/kJ_),2);T2:=T21;h2_:=subs(c[p]=c[pv],dat,Wdat,T=T2,dat,hv(T)):'h2'=evalf(%/(1e3*J_/kJ_),2);h3_:=solve(subs(dat,h1=h1_,h2=h2_,eqBE),h3):'h3'=evalf(%/(1e3*J_/kJ_),2);T3_:=subs(dat,solve(subs(dat,Adat,Wdat,h3_=h(T,w3_)),T)):'T3'=evalf(%,3);phi3_:=subs(dat,phi(w3_,T3_,p0)):'phi3'=evalf(%,2);

Es decir, no es capaz de contener tanta agua disuelta y condensaría, saliendo en realidad en las condiciones:

>	'phi3'=1;T3sat_:=fsolve(subs(dat,Adat,Wdat,T=T3,SI0,m*h1_+m2*h2_=m*h(T,w(1,T3,p0))),T3=200..400)*K_:'T3sat'=evalf(%,3);w3sat_:=solve(subs(dat,1=phi(w3,T3sat_,p0)),w3):'w3sat'=evalf(%,2);m4sat_:=subs(dat,m*(w3_-w3sat_)):'w4sat'=evalf(%,2);

A 500 ºC:

>	T2:=T22;h2_:=subs(c[p]=c[pv],dat,Wdat,T=T2,dat,hv(T)):'h2'=evalf(%/(1e3*J_/kJ_),2);h3_:=solve(subs(dat,w1=w1_,h1=h1_,h2=h2_,w3=w3_,eqBE),h3):'h3'=evalf(%/(1e3*J_/kJ_),2);T3_:=subs(dat,solve(subs(dat,Adat,Wdat,h3_=h(T,w3_)),T)):'T3'=evalf(%,3);phi3_:=subs(dat,phi(w3_,T3_,p0)):'phi3'=evalf(%,2);

b) Determinar para qué valor de T la salida está saturada.

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phi3:=1;T3_:=solve(subs(dat,phi3_=phi(w3_,T,p0)),T):'T3'=evalf(%,3);h3_:=subs(dat,subs(dat,Adat,Wdat,T=T3_,dat,h(T,w3_))):'h3'=evalf(%/(1e3*J_/kJ_),2);h2_:=subs(dat,h1=h1_,h3=h3_,solve(eqBE,h2)):'h2'=evalf(%/(1e3*J_/kJ_),2);T2_:=subs(dat,solve(h2_=subs(c[p]=c[pv],dat,Wdat,hv(T)),T)):'T2'=evalf(%,3);T2_C:=(T2_/K_-273)*`ºC`:'T2_C'=evalf(%,3);

c) Determinar para qué valor de T no varía la humedad relativa.

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phi3:=phi0;T3_:=solve(subs(dat,phi3=phi(w3_,T,p0)),T):'T3'=evalf(%,3);h3_:=subs(dat,Adat,Wdat,T=T3_,dat,h(T,w3_)):'h3'=evalf(%/(1e3*J_/kJ_),2);h2_:=subs(dat,h1=h1_,h3=h3_,solve(eqBE,h2)):'h2'=evalf(%/(1e3*J_/kJ_),2);T2_:=subs(dat,solve(h2_=subs(c[p]=c[pv],dat,Wdat,hv(T)),T)):'T2'=evalf(%,3);T2_C:=(T2_/K_-273)*degreeC:'T2_C'=evalf(%,3);

d) Esquema de las evoluciones en el diagrama de Mollier del aire húmedo

>	plot(subs(dat,SI0,[[[w1_,T0],[w1_,Tr1_]],[[w1_,T0],[w3sat_,T3sat_]],[[w1_,T0],[w3_,T3_]],[w(1,T,p0),T,T=273..310]]),'w'=0..0.025,'T_K'=273..305,color=black);

>