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guia de ejercicios de secado humedo
Tipo: Ejercicios
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OPERACIONES UNITARIAS III QMT- Capítulo Nº 3 Humidificación La Paz /2021 Elaborado por: Doc. MSc. Lic Mario L. Hilaquita Ch.
OPERACIONES UNITARIAS III QMT- Capítulo Nº 3 Humidificación La Paz /2021 Elaborado por: Doc. MSc. Lic Mario L. Hilaquita Ch.
EJERCICIOS RESUELTOS
Problema N°1.
humidifica adicionándole vapor de agua saturado a 1,2 atm., de presión en tal cantidad que la temperatura y temperatura de bulbo húmedo son iguales a 30ºC. Sabiendo que existe homogenización en el ambiente y sin condensación. Determinar: a). La cantidad de agua agregado al sistema. b). La entalpía final del sistema. c). la temperatura final del sistema. SOLUCIÓN
GH 1 =200 m^3 aire GH=
Mv=
Haciendo trazos en el diagrama psicrométrico se la siguiente manera:
𝑘𝑔. 𝑎𝑔𝑢𝑎
Y 0. 0271
Y 1 0. 0072
T 1 20 C T^ ^30 C
Tw 30 C
kg
Kcal
Calorlatente
586
.
T 1 20 C
OPERACIONES UNITARIAS III QMT- Capítulo Nº 3 Humidificación La Paz /2021 Elaborado por: Doc. MSc. Lic Mario L. Hilaquita Ch.
Problema N°2.
3 a 65ºC y Hr =20% de un humidificador adiabático en contracorriente
fresco a 23ºC y Hr = 80% el cual se precalentará, humidificará adiabáticamente y se recalentará, el aire saldrá de la parte superior de la torre a 2ºC por encima de la temperatura húmeda, el coeficiente
2
Determinar asumiendo que la cantidad de flujo másico de aire seco es constante en todo el sistema: a). La altura del humidificador en función al flujo de densidad del gas húmedo. b). El volumen del humidificador.
( 0. 0140 )
80 %
23
1
1
1
Y
H
T C
r
( 2979. 2321 )
( 0. 0316 )
3000
20 %
65
2
2
2
2
2
3
s
h
maire
r
M
Y
GH
H
T C
( 2979. 2321 )
( 0. 0316 )
2
' 2
' 2
s
sal w
M
Y
T T C
( 2979. 2321 )
( 0. 0140 )
' 1
' 1
s
prec
M
Y
T C
Re posición , de. agua
OPERACIONES UNITARIAS III QMT- Capítulo Nº 3 Humidificación La Paz /2021 Elaborado por: Doc. MSc. Lic Mario L. Hilaquita Ch.
Una vez que se tienen las ecuaciones a utilizar, obtenemos las variables solicitadas en el diagrama psicrométrico, tal como se lo observa.
Las variables encontradas se observan en el diagrama como sigue: Primero se ubican los puntos A del aire fresco con la temperatura y la humedad relativa dando nos la humedad absoluta uno𝑌 1 , se hace lo mismo para la humedad absoluta dos del punto B para encontrar𝑌 2 , del punto B nos vamos paralelo a la base hasta el punto C que es 𝑇𝑤. Se toma la condición de la temperatura húmeda más dos grados para encontrar en el diagrama en punto E es decir, la humedad absoluta a la temperatura de bulbo húmedo 𝑌𝑤, o sea el trazo del punto E a la H. los datos mencionados se aprecian en el diagrama de la torre de humidificación. Los cálculos son los siguientes:
Reemplazando datos del diagrama y los explícitos se tiene:
a). primeramente determinamos el flujo másico 𝑀𝑠.
Y 1 0. 014
Y 2 0. 0316
Yw 0. 0359
T 1 23 C T (^) 2 65 C T C prec ^74.^4 Tw 32. 6 C Tsal 34. 6 C
Α
B
C
D
E H
OPERACIONES UNITARIAS III QMT- Capítulo Nº 3 Humidificación La Paz /2021 Elaborado por: Doc. MSc. Lic Mario L. Hilaquita Ch.
՚ (^) +𝐺𝐻 2 ՚
3000.6826[𝑚 (^3) 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒 ℎ ]+2730.1683[
𝑚^3 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒 ℎ ]
𝑚^3 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒
2 𝑚^3 ]
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EJERCICIOS PROPUESTOS
Pregunta Nº1.
En una masa de aire húmedo, la presión parcial del vapor a 35ºC y 750 mmHg es 15 mmHg. Determinar.
a). El punto de rocío.
b). La humedad absoluta.
c). El calor específico.
d). El volumen específico.
e). La densidad del aire húmedo.
f). la entalpía específica.
Pregunta Nº2.
Para un determinado proceso en la Carrera de Química Industrial, se necesitan 2000 mh 3 de aire a una
temperatura de 41°C y temperatura húmeda de 30°C.
Las condiciones iniciales del aire son de 19°C y Hr 50%, que se precalienta, se satura adiabáticamente y recalienta hasta 41°C.
Determinar:
a). La temperatura de pre calefacción del aire.
b). La cantidad de aire seco interviniente.
c). La cantidad total de calor suministrado.
Rpta.
a). T= 70.9ºC
b). 𝑀𝑆 = 1411.9308 [𝑘𝑔.𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒 𝑠𝑒𝑐𝑜ℎ ]
c). 𝑄𝑇 = 22561.6794 [𝐾𝑐𝑎𝑙ℎ ]
Pregunta Nº3.
Se cuenta con dos envases que contienen aire húmedo, los cuales van a mezclarse para que la entalpía
El envase 1 tiene aire a una temperatura de 50°C. y Hr = 40 %.
El envase 2 contiene 800 m^3 de aire a 20 °C. y Tw 15 C.
Determinar analíticamente:
a). La humedad final del sistema luego de mezclar ambos envases.
b). Su temperatura final.
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temperatura y temperatura de bulbo húmedo son iguales a 30ºC. Sabiendo que existe homogenización en el ambiente y sin condensación. Determinar:
a). La cantidad de agua agregado al sistema.
b). La entalpía final del sistema.
c). la temperatura final del sistema.
Rpta.
b). 𝐻 = 21.8404 [ (^) 𝑘𝑔.𝑎.𝑠.𝑘𝑐𝑎𝑙]
c). 22,4ºC.
Pregunta Nº7.
Para obtener 4000
h
(^) m^3 de. aire a 70°C. y Hr 20 %, se debe construir un humidificador adiabático en
encuentra a 35°C y Hr 60 %el cual, se precalentará, humidificará y finalmente se recalentará. El aire saldrá de la cúspide de la torre 2°C por encima de la temperatura de saturación adiabática, el
2 .
Determinar:
a). La cantidad de calor total suministrado.
b). La altura del humidificador.
Rpta.
b). z= 5,98 metros.
Pregunta Nº 8.
3 a 65ºC y Hr =20% de un humidificador adiabático en contracorriente
fresco a 23ºC y Hr = 80% el cual se precalentará, se humidificará adiabáticamente y se recalentará a flujo másico constante, el aire saldrá de la parte superior de la torre a 2ºC por encima de la temperatura
2
Determinar:
a). La altura del humidificador.
OPERACIONES UNITARIAS III QMT- Capítulo Nº 3 Humidificación La Paz /2021 Elaborado por: Doc. MSc. Lic Mario L. Hilaquita Ch.
b). El volumen del humidificador.
Rpta.
a). z= 5,5658 metros.
b). 𝑉 = 3.0346 [𝑚^3 ]
