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En un cambiador de calor se calienta 0,1 kg/s de aire ambiente, que está a 15 ºC, 90 kPa y 50% de humedad, hasta 45 ºC, y luego se usa para secar un producto. Suponiendo que el proceso de secado del material se corresponde con el de humidificación adiabática del aire hasta saturación, se pide:

a) Esquema de los procesos en el diagrama h-w.

b) Calor que recibe el aire en el cambiador, y humedad relativa a la salida.

c) Cantidad de agua que absorbe el aire.

d) Temperatura de salida.

Datos:

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

>	su1:="Aire":su2:="H2O":dat:=[ma=0.1*kg_/s_,T1=(15+273.15)*K_,p0=90e3*Pa_,phi0=0.5,T2=(45+273.15)*K_,phi3=1];

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) Esquema de los procesos en el diagrama h-w.

(Ver Fig.)

b) Calor que recibe el aire en el cambiador, y humedad relativa a la salida.

>	eqBE:=Q=ma*(h2-h0);w0:=evalf(subs(dat,w(phi0,T0,p0)));h0:=subs(dat,Adat,Wdat,T=T0,dat,h(T,w0));h2:=subs(dat,Adat,Wdat,T=T2,dat,h(T,w0));eqBE_:=subs(dat,eqBE);phi2:=evalf(subs(dat,phi(w0,T2,p0)),4);

i.e. Q=3 kW y phi2=9%..w0=0.006 (6 g/kg).

c) Cantidad de agua que absorbe el aire.

d) Temperatura de salida.

>	eqBMw:=Dmw=ma*(w3-w0);T3:=fsolve(subs(dat,SI0,h2=subs(dat,Adat,Wdat,h(T,w(1,T,p0)))),T=200..400)*K_;'T3'=TKC(%);w3:=subs(dat,w(1,T3,p0));eqBMw_:=evalf(subs(dat,eqBMw),2);

i.e. se extrae 1 g/s de agua del producto, saliendo el aire saturado a 19,4 ºC.

>	plot(subs(dat,SI0,[[w(1,T,p0),T-273,T=273..323],[[w0,T0-273],[w0,T2-273],[w3,T3-273]]]),w=0..0.03,T=0..50,color=black);

>