>	restart:#"m08_p25"

Para deshumidificar una corriente de 0,5 kg/s de aire ambiente que está a 35 ºC, 90 kPa y 80% de humedad relativa hasta conseguir que sólo contenga 10 gramos de vapor por kg de aire se va a usar una máquina refrigeradora de R-12 con saltos mínimos en los cambiadores de calor de 5 ºC. Se pide:
a)  Hacer un esquema del proceso que seguirá el aire en el diagrama psicrométrico h-w.
b)  Determinar las temperaturas y presiones de funcionamiento de la máquina refrigeradora.
c)  Calcular el gasto de agua condensada y el gasto de R-12 necesario.
d)  Calcular el coste enegético.

Datos:

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

>	su1:="Aire":su2:="H2O":su3:="CCl2F2":dat:=[m=0.5*kg_/s_,T0=(35+273)*K_,p0=90e3*Pa_,phi0=0.8,wf=0.01,DTmin=5*K_];

Esquema:

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>

Eqs. const.:

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R12gdat:=get_gas_data(su3):R12ldat:=get_liq_data(su3):R12dat:=R12gdat,R12ldat:get_pv_data(su3):pvR12(T):=pv(T):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)  Hacer un esquema del proceso que seguirá el aire en el diagrama psicrométrico h-w.

b)  Determinar las temperaturas y presiones de funcionamiento de la máquina refrigeradora.

1º se determina la T3 del aire.

>	T1:=T0:p1:=p0:phi1:=phi0:w3:=wf:w3_:=subs(dat,w3);p3:=p0;phi3:=1;T3_:=evalf(subs(dat,solve(w3=w(phi3,T,p3),T))):'T3'=evalf(%,3);T3_C:=(T3_/K_-273)*`ºC`:'T3_C'=evalf(%,2);

>	T1[R12]:=T3-DTmin;T1[R12_]:=subs(T3=T3_,dat,T1[R12]):'T1[R12]'=evalf(%,3);p1[R12_]:=evalf(subs(T=T1[R12_],pvR12(T))):'p1[R12]'=evalf(%/(1e3*Pa_/kPa_),3);T3[R12]:=T0+DTmin;T3[R12_]:=subs(dat,T3[R12]);p2[R12_]:=evalf(subs(T=T3[R12_],pvR12(T))):'p2[R12]'=evalf(%/(1e3*Pa_/kPa_),3);

c)  Calcular el gasto de agua condensada y el gasto de R-12 necesario.

>

w1_:=evalf(subs(dat,w(phi0,T0,p0))):'w1'=evalf(%,2);mw:=m*(w1-w3);mw_:=subs(dat,m*(w1_-w3_)):'mw'=evalf(%,2);Q13:=Q41[R12];Q13:=m*(h1-h3);h1_:=subs(T=T0,dat,subs(dat,Adat,Wdat,h(T,w1_))):'h1'=evalf(%/(1e3*J_/kJ_),4);h3_:=subs(T=T3_,dat,subs(dat,Adat,Wdat,h(T,w3_))):'h3'=evalf(%/(1e3*J_/kJ_),3);Q13_:=subs(dat,m*(h1_-h3_)):'Q13'=evalf(%/(1e3*W_/kW_),3);Q41[R12]:=m[R12]*(h1[R12]-h3[R12]);Q41[R12_]:=m[R12]*(subs(T=T1[R12_],subs(R12dat,hv(T)))-subs(T=T3[R12_],subs(R12dat,hl(T)))):m[R12_]:=subs(dat,solve(Q13_=Q41[R12_],m[R12])):'m[R12]'=evalf(%,3);

d)  Calcular el coste enegético.

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T2s[R12]:='T1[R12]*(p2[R12]/p1[R12])^((gamma-1)/gamma)';T2s[R12_]:=T1[R12_]*(p2[R12_]/p1[R12_])^(subs(R12dat,(gamma-1)/gamma)):'T2s[R12]'=evalf(%,3);h1[R12]:=hv(T);h1[R12_]:=subs(T=T1[R12_],subs(R12dat,hv(T))):'h1[R12]'=evalf(%/(1e3*J_/kJ_),3);h2s[R12_]:=subs(T=T2s[R12_],subs(R12dat,hv(T))):'h2s[R12]'=evalf(%/(1e3*J_/kJ_),3);P[R12]:=m[R12]*(h2s-h1);P[R12_]:=subs(dat,m[R12_]*(h2s[R12_]-h1[R12_])):'P[R12]'=evalf(%/(1e3*W_/kW_),2);

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