problemas de carta psicrométrica

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CARTAPSICROMTRICAProblemas de Operaciones Unitarias III Ingeniera Qumica - 20101Carta psicromtrica Problemas PROBLEMA1* .Conlosdatosqueseproporcionan,confeccioneunacartadehumedad(carta psicromtrica) para el sistema aire/agua, entre 5 y 55 C, a la presin atmosfrica. (a) Ubique el punto P correspondiente a una muestrade aire con humedad absoluta de 0,010 kgagua/kgaire seco, a 25 C. (b)Tracelaslneasisoentlpica,psicromtrica,isocricaydeporcentajedesaturacin constante, que pasan por el punto P. Ecuacin de Antoine del agua: 13 , 4644 , 38163036 , 18 ln0 =TPi, [P] = mmHg, [T] = K. Capacidad calorfica molar del aire: 2 5 310 016 , 0 10 575 , 0 355 , 3 + = T TRcp, [T] = K. Capacidad calorfica molar del vapor de agua: 2 5 310 121 , 0 10 450 , 1 470 , 3 + + = T TRcp, [T] = K. Capacidad calorfica molardel agua lquida: 2 6 310 18 , 0 10 250 , 1 712 , 8 T TRcp + = , [T] = K. Calor de vaporizacin del agua (regla de Watson): 38 , 0423 , 01 , 647 / 1257 2||.|

\|=T , [] = kJ/kg, [T] = K. Relacin de los coeficientes de transporte de calor y masa: K kgkJ92 , 0PrSc3 / 2= |.|

\|=py Byck Mh PROBLEMA 2* . Se dispone de aire con las siguientes caractersticas: Tbs = 32 C,Tbh = 21 C Calcular utilizando la carta psicromtrica: (a) La temperatura del punto de roco cuando el aire se enfra a presin constante. (b) La humedad relativa. (c) La humedad absoluta. (d) El volumen especfico hmedo. (e) La entalpa del aire hmedo. PROBLEMA 3. Se dispone de aire de las siguientes caractersticas: Tbs = 40 C,HR = 50 % Calcular utilizando la carta psicromtrica: (a) La cantidad de calor necesaria para calentar 10 m3 de aire hasta 84 C. CARTAPSICROMTRICAProblemas de Operaciones Unitarias III Ingeniera Qumica - 20102(b)Latemperaturacorrespondientealpuntoderococuandoelaireseenfraapresin constante. PROBLEMA4* .Por una canalizacin circula una corriente de aire saturado a 303 K con un caudal de 5 000 m3 de aire hmedo por hora. Se toma una desviacin de la corriente de aire y se introduce en unrecintoqueseencuentraa283K,conlocualpartedelaguacontenidaenelairesecondensa, saliendo del recinto saturado a 283 K. Este aire se mezcla nuevamente con la corriente principal en un punto situado aguas abajo de la toma de la desviacin (sistema by pass). Calclese: (a) El caudal de aire que ha de tomarse en la derivacin que va al deshumidificador para que la humedad de la mezcla de aire resultante sea 0,013 kgH2O/kgaire seco. (b) El peso del agua condensada. (c) La temperatura final de la masa gaseosa, suponiendo que sta sale saturada. PROBLEMA 5* . Un secadero rotatorio en contracorriente es alimentado con NH4NO3 conteniendo 5 % de humedad, con una velocidad de 1,5 kgslido hmedo/s y descarga el NH4NO3 con 0,2 % de humedad. Elaireentraa405Kysalea355K;lahumedaddelairedeentradaesde0,007kgagua/kgaireseco.El NH4NO3 entra a 294 K y sale a 339 K. Despreciandolasprdidasporradiacin,calculeelcaudalmsicodeairesecoquepasaatravsdel secador y la humedad del aire que abandona el secador. Datos: Calor latente del H2O a 294 K: 585,55 kcal/kg Calor especfico de NH4NO3: 0,449 kcal/(kgK) Calor especfico del aire seco: 0,236 kcal/(kgK) Calor especfico del vapor de agua: 0,480 kcal/(kgK) PROBLEMA6.Seplaneautilizarunatorrederocodeaguaparaenfriar100m3/hdeairedelas caractersticas que figuran ms abajo, hasta una temperatura de 27 C: Tbs = 40 C, Tbh = 22 C Suponiendo que el proceso es adiabtico, calcular la cantidad de agua aadida al aire. PROBLEMA7* . En una torre de enfriamiento se utiliza una corriente de 2,35105 m3/h de aire para enfriar agua desde 49 C hasta 32 C. Las condiciones del aire de salida son:Tbs = 35 CTbh = 32 C. El aire de entrada tiene las siguientes caractersticas: Tbs = 27 C y Tbh = 18 C. Calcular la cantidad de agua a 32 C que puede obtenerse por cada hora de funcionamiento de la torre. PROBLEMA8* . En un dado proceso, el benceno que se usa como solvente se evapora en N2 seco. La mezcla resultante, a una temperatura de 297 K y a una presin de 1 atm, tiene una humedad relativa del 60 %. Se requiere recuperar el 80 % de la masa de benceno presente por enfriamiento a 283 K y comprimiendoaunapresinadecuada.Culseresapresinsilamezclaa283Ksalesaturadaen benceno? Datos: La presin de vapor del benceno en funcin de la temperatura puede estimarse de la tabla. T [K]Psat [kPa] 2835,977 29712,21 PROBLEMA9* .Enunsecaderoadiabticodecorrientesparalelasentran2000kgdeslido hmedo por hora de un producto con una humedad del 30 % y en l ha de reducirse esa humedad hasta CARTAPSICROMTRICAProblemas de Operaciones Unitarias III Ingeniera Qumica - 20103el 4 % (referidas las humedades al slido hmedo). La temperatura de entrada y salida del slido en el secaderoes303K, yelprocesoseefectaa101,3kPa.Paraelsecadosedisponedeairea293K y con temperatura hmeda de 283 K, el cual se precalienta y se mezcla con una parte de aire de salida a 307 K e Y = 0,020, penetrando al secadero con una humedad Y = 0,008 kgagua/kgaire seco. Calclese: (a) La cantidad de aire que ingresa al secadero. (b) La temperatura de entrada del aire en el mismo. (c) La cantidad de aire que recicla. (d) La cantidad de calor por hora suministrado al aire. Los problemas marcados con un asterisco (* ) debern: - Llevarse resueltos a la clase de problemas. - Presentarse resueltos en la carpeta de Trabajo Prcticos de cada alumno, al finalizar la asignatura. Sitio web: http://www.herrera.unt.edu.ar/operacionesunitarias2y3