> restart:#"m08_p59"

Un equipo de aire acondicionado toma 0,25 m3/s de aire ambiente a 40 ºC, 95 kPa y 70% de humedad relativa, lo enfría, condensa y recalienta, y lo suministra a 20 ºC y 50% HR. Se pide:
a) Esquema del proceso en el diagrama h-w.
b) Temperatura mínima que alcanza el aire en el proceso.
c) Potencia de refrigeración necesaria.
d) Potencia de recalentamiento.

Datos:

> read`../therm_eq.m`:read`../therm_const.m`:read`../therm_proc.m`:with(therm_proc):

> su1:="Aire":su2:="H2O":dat:=[Vdot=0.25*m_^3/s_,T0=(40+273.15)*K_,p0=95e3*Pa_,phi0=0.7,Ts=(20+273.15)*K_,phis=0.5];

[Vdot = `+`(`/`(`*`(.25, `*`(`^`(m_, 3))), `*`(s_))), T0 = `+`(`*`(313.2, `*`(K_))), p0 = `+`(`*`(0.95e5, `*`(Pa_))), phi0 = .7, Ts = `+`(`*`(293.2, `*`(K_))), phis = .5]

> 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:

Image

a) Esquema del proceso en el diagrama h-w.

(Ver arriba.)
b) Temperatura mínima que alcanza el aire en el proceso.

Será la del punto 2 del esquema.

> eq8_9;T2:=subs(dat,evalf(subs(dat,solve(pv(TR)=phis*pv(Ts),TR)[2])));'T2_'=TKC(%);

p[v](T[R]) = `*`(phi, `*`(p[v](T)))
`+`(`*`(282.4, `*`(K_)))
T2_ = `+`(`*`(9.2, `*`(?C)))

i.e. hay que enfriar el aire hasta 9 ºC para que quede deshumidificado como se pide.

c) Potencia de refrigeración necesaria.

> QR:=ma*(h0-h2);eqma:=ma=Vdot*p0/(R[a]*T0);eqma_:=subs(Adat,dat,%);eq8_8;w0:=evalf(subs(dat,w(phi0,T0,p0)));eq8_11;h0:=subs(Adat,Wdat,T=T0,dat,h(T,w0,p0));ws:=evalf(subs(dat,w(phis,Ts,p0)));h2:=subs(Adat,Wdat,T=T2,dat,h(T,ws,p0));QR_:=subs(eqma_,dat,QR);

`*`(ma, `*`(`+`(h0, `-`(h2))))
ma = `/`(`*`(Vdot, `*`(p0)), `*`(R[a], `*`(T0)))
ma = `+`(`/`(`*`(.2645, `*`(kg_)), `*`(s_)))
w = `/`(`*`(Mva), `*`(`+`(`/`(`*`(p), `*`(phi, `*`(p[v](T)))), `-`(1))))
0.3621e-1
h = `+`(`*`(c[pa], `*`(`+`(T, `-`(T[f])))), `*`(w, `*`(`+`(h[lv0], `-`(`*`(`+`(c[pv], `-`(c)), `*`(`+`(T[b], `-`(T[f]))))), `*`(c[pv], `*`(`+`(T, `-`(T[f]))))))))
`+`(`/`(`*`(0.1331e6, `*`(J_)), `*`(kg_)))
0.7841e-2
`+`(`/`(`*`(0.2907e5, `*`(J_)), `*`(kg_)))
`+`(`*`(0.2751e5, `*`(W_)))

i.e. hay que evacuar 27 kW.

d) Potencia de recalentamiento.

> QC:=ma*(h3-h2);h3:=subs(Adat,Wdat,T=Ts,dat,h(T,ws,p0));QC_:=subs(eqma_,dat,QC);

`*`(ma, `*`(`+`(h3, `-`(`/`(`*`(0.2907e5, `*`(J_)), `*`(kg_))))))
`+`(`/`(`*`(0.4007e5, `*`(J_)), `*`(kg_)))
`+`(`*`(2910., `*`(W_)))

i.e. hay que añadir 3 kW, que pueden tomarse del condensador de la máquina frigorífica.

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