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Para el acondicionamiento ambiental de un local, se toma 10 L/s de aire de la atmósfera, que está a 33 ºC y 35%HR, se enfría un 70% del caudal hasta 7 ºC con una máquina refrigerante, y se mezcla con el resto. Se pide:
a) Hacer un esquema de componentes y de los procesos del aire.
b) Determinar la humedad absoluta y la entalpía del aire antes y después de pasar por el refrigerador.
c) Determinar el calor a evacuar en el refrigerador.
d) Determinar las condiciones de salida tras el mezclado.

Datos:

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

>	su1:="Aire":su2:="H2O":dat:=[Vdot=0.01*m_^3/s_,T0=(33+273)*K_,phi0=0.35,x2=0.7,T2=(7+273)*K_];

Esquema:

>

Estados:=[0,1,1p,2,3]:

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) Hacer un esquema de componentes y de los procesos del aire.

(Ver arriba)
b) Determinar la humedad absoluta y la entalpía del aire antes y después de pasar por el refrigerador.

A la salida es de suponer que estará saturado.

>

eq8_8;pv0_:=subs(dat,evalf(subs(dat,pv(T0))));pv2_:=subs(dat,evalf(subs(dat,pv(T2))));w0_:=subs(dat,evalf(subs(dat,w(phi0,T0,p0)))):'w0'=evalf(%,2);w2_:=subs(dat,evalf(subs(dat,w(1,T2,p0)))):'w2'=evalf(%,2);eq8_11;h0_:=subs(Adat,Wdat,T=T0,dat,h(T,w0_));h2_:=subs(Adat,Wdat,T=T2,dat,h(T,w2_));eq_w1:=w0=w1p;eq_h1:=h0=h1p;

efectivamente sale saturado porque w2<w1.

c) Determinar el calor a evacuar en el refrigerador.

Aproximamos el gasto de aire seco despreciando el contenido de vapor.

>	eqBE_R:=QR=ma2*(h2-h1);eqET:=ma=p0*Vdot/(R[a]*T0);eqET_:=subs(Adat,dat,eqET);eqm:=ma2=x2*ma;eqm_:=subs(eqET_,dat,eqm);eqBE_R_:=subs(eqm_,h1=h0_,h2=h2_,dat,eqBE_R);;

i.e. hay que evacuar unos 310 W.

d) Determinar las condiciones de salida tras el mezclado.

>

eqBMa_M:='(1-x2)*ma+x2*ma=ma';eqBMw_M:=(1-x2)*ma*w1+x2*ma*w2=ma*w3;eqBE_M:=(1-x2)*ma*h1+x2*ma*h2=ma*h3;w3_:=subs(eqET_,w1=w0_,w2=w2_,dat,solve(eqBMw_M,w3));h3_:=subs(Adat,Wdat,T=T3,dat,h(T,w3_));T3_:=subs(dat,solve(subs(h3=h3_,eqET_,w1=w0_,w2=w2_,h1=h0_,h2=h2_,dat,eqBE_M),T3));eq8_7;phi3_:=subs(dat,phi(w3_,T3_,p0));

i.e. sale del mezclador a 14 ºC y 73%HR (7,7 g/kg).

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