Operaciones Unitarias 2

Un modelo para la modificación de aire en una pequeña ciudad utilizando el Método de Enfriamiento Evaporativo

Estudiante: Yesica Raquel Quijada Noriega

5 de Febrero del 2015

Un modelo para la modificación de aire

en una pequeña ciudad utilizando el

Método de Enfriamiento Evaporativo

Revista de Física Aplicada

Volumen 2, 2278-4861, 2012, PP 07-13

Alaa Motar Shayia, Hassan H. Salman. Departamento

de las Ciencias Atmosféricas, Colegio de Ciencias,

Universidad de AL-Mustansiriyah, Baghdad, Iraq

Índice

• Introducción

•Descripción del Modelo

•Resultados y Discusiones

•Conclusiones

Introducción

Introducción

• Enfriador evaporativo

• 230.000 kcal/día

• Disminución de la

temperatura del aire:

• Mediciones de campo

• Modelo de simulación

Introducción

• Utilizando información procedente de estudios

agrícolas y meteorológicas existentes, Huang

et al., 1987:

1. Mezclado del aire

2. Evapotranspiración uniforme

3. Evapotranspiración máxima

Descripción del Modelo

Descripción del Modelo

• Estimación de la evapotranspiración𝐸𝑇𝑐 = 𝐾𝑐𝐸𝑇0

Modelo empírico: FAO

𝐸𝑇𝑜 =

𝛥 𝑅𝑛 − 𝐺 + 𝐾𝜌𝑎𝐶𝑝𝑒𝑠 − 𝑒𝑎

𝑟𝑎

𝛥 + 𝛾 1 +𝑟𝑠𝑟𝑎

𝜆.

Descripción del Modelo

• Humedad liberado por un árbol

Vapor de un árbol = Dispersión de la

contaminación

Descripción del Modelo

Modelo de Dispersión Gaussiano

𝒳

=𝑋

𝜋𝜎𝑦𝜎𝑧 𝑢𝑒𝑥𝑝

𝑦2

2𝜎𝑦2

× 𝑒𝑥𝑝 −𝑧 − 𝐻 2

2𝜎𝑧2

+ 𝑒𝑥𝑝 −𝑧 + 𝐻 2

2𝜎𝑧2

Contenido de humedad total

• Volumen de control: 20x20

• Volumen de aire por encima y alrededor de

ella.

• Contorno

de humedad

Figura 1. Volumen de control con dos planos

de observación, en la base 𝑧 = 0 y

en la parte superior z = ℎ𝑐𝑣.

Cálculo de la temperatura

• Disminución de la temperatura de bulbo

seco

• Proceso de evaporación es adiabático

• Carta psicométrica

• Los cálculos modelo: Fortran90

Resultados y Discusiones

Resultados y Discusiones

• Ciudad Ali-Al Sharqi, al sur de Irak

• Condiciones climáticas adecuadas

• Temperatura del aire

• Humedad relativa

• Velocidad del viento

• Radiación solar

Resultados y Discusiones

• Datos medios mensuales

• Período 1980-2000

• Organización meteorológica iraquí

• Cálculo de la evapotranspiración

𝐸𝑇𝑐 = 𝐾𝑐𝐸𝑇0 ; 𝐾𝑐 = 1.15

• Tasa volumétrica de la evapotranspiración

𝑉𝐸𝑇 = 𝐸𝑇𝑐𝐴𝑐 = 𝐾𝑐𝐸𝑇𝑜𝐴𝑐 ; 𝐴𝑐 = 9 𝑚2

Resultados y Discusiones

Gráfica 1. Los valores de evapotranspiración de referencia

y la evapotranspiración de un cultivo único en

un período de Abril a Septiembre de

Ali-Al Sharqi.

Resultados y Discusiones

Gráfica 2. Las tasas volumétricas de la

evapotranspiración de un solo árbol en

Ali-Al Sharqi.

Resultados y Discusiones

• Índice de emisión del árbol = 7.5 (gs-1)

• Estabilidad atmosférica = B

• Velocidad del viento = 4 (ms-1)

• Altura del Árbol = 4 (m)

• Concentración de humedad cerca del árbol.

• No hay variación después de 4 metros.

Resultados y Discusiones

Gráfica 3. Perfiles de concentración en la

dirección del viento a diferentes alturas.

Resultados y Discusiones

Gráfica 4. Contenido de humedad total (gm)

dentro del volumen de control en diferentes

alturas de 0 a 10 m.

Resultados y Discusiones

Gráfica 5. Grado de enfriamiento obtenido durante seis meses

en Ali-Al Sharqi.

Conclusiones

Conclusiones

• Mayor concentración de humedad en la línea de la dirección del viento.

• Valores más significativos están metros por encima del árbol.

• Valores más insignificantes comienzan a los 15 metros por encima del árbol.

• 2.7°C en Julio y 1.8°C en Abril.

Gracias por su atención