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INGENIERIA MECANICA ELECTROMECANICA LABORATORIO DE TERMICAS

REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO MEC 3338

LABORATORIO N 4 PROPIEDADES PSICROMETRICAS EN EL ALTIPLANO Pgina 1 de 4

Jefe Lab: M.Sc. Ing. Edgar S. Pearanda Muoz Evaluacin en la misma prctica de laboratorio

PROPIEDADES PSICROMETRICAS EN EL ALTIPLANO

1. INTRODUCCIN El amplio rango de alturas sobre el nivel del mar (5000 a 300 m.s.n.m.) sobre las cuales estn ubicadas las diferentes zonas pobladas de nuestro pas, no slo son la base de su amplia diversidad climatolgica, sino que son fuente de necesidades y especificaciones tecnocientficas particulares, como es en el campo de las aplicaciones psicromtricas con el secado, acondicionamiento de aire y en fin, de todas las aplicaciones donde el aire es el fluido de trabajo. Toda la bibliografa da acceso a cartas psicromtricas elaboradas para el aire atmosfrico para condiciones normales de diferentes latitudes a la nuestra y con bacos de correccin que pueden extender el uso de estas cartas para altitudes de hasta 2000 m.s.n.m., muy por debajo de las altitudes promedio de todo el altiplano e incluso de los valles cordilleranos. Para valorar estas limitaciones es necesario explicitar la valoracin experimental y analtica de las propiedades psicromtricas del aire en el altiplano. 1.2.- OBJETIVOS

- Estudiar las propiedades psicromtricas del aire - Establecer la discrepancia entre las propiedades psicromtricas evaluadas al nivel del

mar y las evaluadas para la altura del altiplno. - Estudiar los recursos analticos de evaluacin de la propiedades psicrimtricas

1.3.- FUNDAMENTO TEORICO Para alcanzar estas exigencias es necesario reintroducir en las relaciones bsicas de la psicrometra, como variable importante, a la presin atmosfrica en funcin de la altura sobre el nivel del mar.

1

p poTo h

To

g

R

(N/m2 bar) (1.1)

p= Presin atmosfrica local (N/m

2 bar)

po=1.01325 105 N/m

2 1.01325bar presin normal para nuestras latitudes

To=293K Temperatura normal para nuestras latitudes

Coeficiente local de la variacin de temperatura (K/m)

R= 287(J/kgK) Constante de gas del aire g=9.81 (m/s

2) Aceleracin del la gravedad estndar

Donde:

T To h (K) (1.2)

T= Temperatura promedio local (K) To = Temperatura de las condiciones normales par la Lat. Referencia Local (K)

Coeficiente local de la variacin de temperatura (K/m)

h= Altura local sobre el nivel del mar (m) Entrando en la evaluacin de las propiedades psicromtricas del aire: p = p as + pv (N/m

2 bar) (1.3)

p = Presin atmosfrica local (N/m

2 bar)

1 Garca Gutirrez Elio, Efectos de Altura en Mquinas Trmicas y Elctricas, 130 pag., Oruro 1982





p as = Presin parcial del aire seco (N/m2 bar)

p v = Presin parcial del vapor de agua (N/m2 bar)

HRpv

ps100 (1.4)

pv = Presin parcial del vapor de agua (N/m2 bar)

ps = Presin de saturacin del vapor de agua a TBS(N/m2 bar)

HR = Humedad relativa del aire (%) - RELACION DE HUMEDAD (RH) es el peso de Vapor por cada kg de aire seco.

RHpv

p pv

0622.

( )(Kg v/Kg as) (1.6)

p = Presin atmosfrica(N/m2 bar)

- VOLUMEN ESPECIFICO (v) son los m

3 de mezcla por cada kg de aire seco.

vTBSp pv

287 273( )(m

3m/Kg as) (1.7)

TBS = Temperatuta de bulbo seco (C) En (1.7) necesariamente las presiones tendrn que estar en N/m

2

ENTALPIA (H) es la suma de entalpas consecuente de la variacin de temperaturas del aire seco y el vapor de agua, denominada calor sensible (Csen), ms la variacin del contenido energtico de la mezcla aire seco-vapor de agua debido a la variacin del contenido de humedad en esta mezcla, denominado calor latente (Clat): H = Csen + Clat Precisando y reordenando esta relacin:

H Cpaire TBS RH Clat Cpvap TBS( ) (KJ/Kg as) (1.8)

Cpaire= 1.005(KJ/KgK)Calor Especfico del Aire a Pres Cte Clat=2501.6(KJ/Kg)Calor Latente de Evaporacin del Agua Cpvap=1.86(KJ/KgK)Calor Especfico del Vapor de Agua a Pres. Cte. TBS = Temperatura de bulbo seco (C) TBH = Temperatura de bulbo hmedo (C) Una relacin auxiliar muy til cuando se usan los psicrmetros es la ecuacin de Carirer, que permite hallar la presin parcial del vapor de agua contenido en el aire atmosfrico:

pv psp ps TBS TBH

TBHTBHTBH( ) ( )

.1570 144 (1.9)

pv = Presin parcial del vapor de agua (N/m

2 bar)

psTBH = Presin de saturacin del vapor de agua a TBH(N/m2 bar)

p = Presin Atmosfrica (N/m2 bar)

TBS = Temperatura de Bulbo Seco (C) TBH = Temperatura de Bulbo Hmedo (C) Estas propiedades base y las variables usadas para su clculo son la base para el clculo de las restantes propiedades y potenciales psicromtricos del aire: temperatura de roco, estado de





saturacin, estado de saturacin adiabtica, los dos potenciales de secado, componente de calor sensible y componente de calor latente de la entalpia del estado psicromtrico, cantidad de condensados, etc. 2. METODOLOGA El trabajo ser encarado por grupos, a travs de la medicin del estado psicromtrico del aire con un higrmetro y un psicrmetro. 2.1. EQUIPO, MATERIAL E INSTRUMENTOS Para medir las propiedades elementales del aire se deber construir un psicrmetro de flujo inducido y usar para contrastar esta construccin un higrmetro capilar y un higrmetro digital. Cada alumno deber traer la carta psicromtrica para nivel del mar y tablas de vapor saturado.

2.2. PROCEDIMIENTO

1. Traer un esquema y una planilla de pedido de material para construir el psicrmetro de flujo inducido.

2. Hacer el montaje y puesta en funcionamiento del psicrmetro propuesto 3. Anotar la hora de lectura y las lecturas respectivas de TBS, TBH y HR y las variables

asociadas con la cuantificacin del flujo de aire. 4. Procesar los datos recogidos para hacer la evaluacin de las propiedades y potenciales

psicromtricos del aire. 3. REGISTRO DE DATOS Condiciones ambientales: Patm.=

hora TBS TBH TBS2 HR2 Observaciones

Tabla 3.1 Resumen de datos medidos y calculados

TBS2 = Temperatura de bulbo seco del aire medida con el termohigrmetro HR2 = Humedad relativa del aire medida con el termohigrmetro digital (%) 4. CALCULOS Todos los parmetros pedidos tendrn que ser calculados con las frmulas de la gua y slo se podr usar tablas de lquido- vapor saturado del agua.

1. A partir del termohigrmetro calcular las propiedades base del estado psicromtrico medido. 2. A partir del psicrmetro calcular las temperaturas de saturacin representativas del del estado

psicromtrico medido. 3. Los que no calcularon el 1 y 2 debern solicitar en trminos individuales clculos asociados

con las mediciones del experimento: flujos del aire, como a partir del termohigrmetro validar la lectura del psicrmetro, calcular la temperatura de saturacin adiabtica, capacidad terica de secado, potencial mximo de secado, calores referenciales asociados con los flujos medidos, entalpas de saturacin y evaluacin de los restantes potenciales de los estados psicromtricos medidos.. .

4. CUESTIONARIO Teora psicromtrica

BIBLIOGRAFIA

1. Carrier Air Condicioning Company (1996), Manual de Aire Acondicionado, Edit. Marcombo Boixareu Editores, Barcelona, Espaa.

2. Faires Virgil M.(1978), Termodinmica, Edit. Hispano-Americana, San Sebastin, Espaa.





3. Stoecker W.F.(1965), Refrigeracin y Acondicionamiento de Aire, Edit. Mc Craw-Hill , Madrid, Espaa.

4. Pearanda Muoz Edgar S.(2000), Anlisis Y Evaluacin De Los Potenciales Defectos De Clculo Psicromtrico, Consecuentes De Inadecuados Recursos De Evaluacin De Propiedades Psicromtricas Del Aire En El Altiplano Y Valles Andinos Bolivianos, Imprenta OFFSET GRAFIKA DIGITAL, Oruro Bolivia

Pg.Lab:www.docentes.uto.edu.bo/epenarandam/ ; http://sites.google.com/site/ingmeclabterfni/

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