UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

SEGUNDO TALLER DE TERMODINMICA PARTE # 2

ESCUELA DE INGENIERA MECNICA

1. Una planta de refrigeracin trabaja entre las temperaturas de -5C en el evaporador

y 25C en el condensador. El refrigerante es amoniaco que tiene una calidad de

0.60 a la entrada del compresor. Si el ciclo tiene una eficiencia relativa al ciclo de

Carnot de 50%. Calcule la cantidad de hielo formado durante 24 horas.

El hielo es formado a 0C a partir de agua a 20C. El flujo msico de amoniaco en

la planta es de 6Kg/minuto.

Calor especifico del agua = 4.187 Kj/Kg.K

Calor latente del hielo = 335 Kj/Kg

Propiedades del amoniaco:

Temperatura (K) Entalpa (Kj/Kg) Lquido

Calor latente (Kj/Kg)

Entropa de lquido (Kj/Kg.K)

298 298.9 1167.1 1.124

268 158.2 1280.8 0.630

2. Se requiere mantener un local con una humedad especfica y relativa de 0.008 y

55% respectivamente. Las condiciones del aire exterior son 30C y 40% de

humedad relativa. Las ganancias de calor sensible y latente de 18000 y 4500 w,

respectivamente. El aire de suministro contiene la tercera parte de aire exterior en

masa. La temperatura de suministro es de 15C. El aire exterior y retorno se mezclan

en una cmara, para luego pasar por lavador, a baja temperatura, el cual tiene una

eficiencia de 80%. Antes de suministrar el aire al local pasa por un calentador y un

ventilador que es el encargado de impulsar el aire al local.

Dibuje la planta identificando los estados.

Haga anlisis de ingeniera a cada equipo.

Represente el ciclo en la carta psicromtrica indicando el valor de dos

propiedades en cada estado.

Flujo msico de aire de suministro.

Temperatura del agua del lavador.

Factor de by-pass del lavador.

3. Se introduce una solucin lquida de metano, etano y propano a una cmara de

evaporacin instantnea que trabaja en equilibrio a 50F y 200 psia. La composicin

molar de la solucin es:

Metano (0.10), etano (0.20), y propano (0.70). Los coeficientes de distribucin para

cada uno respectivamente son: 10.2; 1.76 y 0.543.

Determine las concentraciones de las dos corrientes que salen de la cmara y las

fracciones de lquido y vapor.

4. Se requiere caracterizar un equipo de aire acondicionado a la presin de 1 atm y se

somete a ensayo con un flujo volumtrico de aire de 34000 m/h de entrada. Se

obtuvieron los siguientes resultados:

Entrada: Tbs = 26.5C y = 60%

Salida: Tbs = 14C y = 90%

DETERMINE utilizando la carta psicromtrica y comprobando con las ecuaciones

analticas lo siguiente.

Capacidad de enfriamiento en toneladas de refrigeracin (TR)

Los Kg/h de agua que se retiran del equipo.

El factor de calor sensible del equipo.

La carga de calor sensible de la unidad en TR.

El factor de bypass del equipo.

El punto de roco del aire que sale de la unidad.

El adp del equipo.

5. Una muestra de aire a la presin de 1 atm y temperaturas de 32C y 24C de bulbo

seco y hmedo respectivamente, va a ser usada en un proceso psicromtrico y se

requiere evaluar lo siguiente:

La humedad especfica, si estuviera adiabticamente saturado.

La humedad especifica de la muestra

La temperatura de roco la humedad relativa

La entalpa por unidad de masa de aire seco

6. Se propone hacer un ensayo, consistente en enfriar agua utilizando aire atmosfrico

a 690 mm de Hg.

Condiciones del aire:

Entrada: 25.5 m/min. Temperatura de bulbo seco 32.2C. Temperatura de bulbo

hmedo 23.9C

Salida: Saturado a 28.9C.

Condiciones del agua:

Entrada: Flujo msico de 34.05 Kg/min.

Salida: Determine la temperatura. Represente el esquema fsico de la instalacin.

7. Un auditorio se debe mantener a una temperatura que no exceda los 75F, y una

humedad relativa no superior a 60%. La carga de calor sensible es de 450000 BTU/h

y 171.4 lb/h de humedad deben ser retirada. El aire se suministra al auditorio a la

temperatura de 65F. Determine.

El aire suministrado en lb/h

La humedad relativa del aire de suministro

Factor de calor sensible del proceso

NOTA: Representar el proceso fsico y la solucin en la carta psicromtrica.