Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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MEZCLAS DE GAS-VAPOR
Si se elimina ṁ a3
de las relaciones anteriores, se obtiene
m a 2 3 h 2 h 3
1
m a 2
3 1 h 3 h 1
(14-24)
Esta ecuación tiene una interpretación geométrica instructiva sobre la carta
psicrométrica. Muestra que la relación entre v 2 v 3 y v 3 v 1 es igual a la
de m . a 1
a m . a 2
. Los estados que satisfacen estas condiciones se indican mediante
la línea discontinua AB. La relación entre h 2 h 3 y h 3 h 1 es también igual
a la relación entre m . a 1
y m . a 2
, y los estados que satisfacen esta condición se
indican por medio de la línea discontinua CD. El único estado que satisface
ambas condiciones es el punto de intersección de estas dos líneas discontinuas,
localizado en la línea recta que conecta los estados 1 y 2. Así, se concluye
que cuando dos flujos de aire en dos estados diferentes (estados 1 y 2)
se mezclan adiabáticamente, el estado de la mezcla (estado 3) quedará sobre
la línea recta que conecta los estados 1 y 2 en la carta psicrométrica, y que la
relación entre las distancias 2-3 y 3-1 es igual a la relación de flujos másicos
m . a 1
y m . a 2
.
La naturaleza cóncava de la curva de saturación y la conclusión anterior
conducen a una interesante posibilidad. Cuando los estados 1 y 2 se localizan
cerca de la curva de saturación, la línea recta que conecta los dos estados cruzará
la línea de saturación y tal vez el estado 3 se encuentre a la izquierda de
dicha curva. En este caso, una parte de agua se condensará inevitablemente
durante el proceso de mezclado.
EJEMPLO 14-8 Mezclado de aire acondicionado
con aire exterior
El aire saturado que sale de la sección de enfriamiento de un sistema de acondicionamiento
de aire a 14 °C y a una razón de 50 m 3 /min, se mezcla adiabáticamente
con el aire exterior a 32 °C y 60 por ciento de humedad relativa que
fluye a una razón de 20 m 3 /min. Suponga que el proceso de mezclado se efectúa
a una presión de 1 atm; con ello determine la humedad específica, la humedad
relativa, la temperatura de bulbo seco y el flujo volumétrico de la mezcla.
Solución Se mezcla aire acondicionado con aire del exterior a tasas especificadas.
Se desea determinar las humedades específica y relativa, la temperatura
de bulbo seco y el flujo volumétrico de la mezcla.
Suposiciones 1 Existen condiciones estacionarias de operación. 2 El aire seco
y el vapor de agua son gases ideales. 3 Los cambios en las energías potencial
y cinética son insignificantes. 4 La sección de mezclado es adiabática.
Propiedades Las propiedades de entrada de cada flujo están determinadas a
partir de la carta psicrométrica como
h 1 39.4 kJ>kg aire seco
v 1 0.010 kg H 2 O>kg aire seco
v 1 0.826 m 3 >kg aire seco
y
h 2 79.0 kJ>kg aire seco
v 2 0.0182 kg H 2 O>kg aire seco
v 2 0.889 m 3 >kg aire seco