Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

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MEZCLAS DE GAS-VAPOR
ciento de humedad relativa. Determine el flujo volumétrico
del aire atmosférico que entra al evaporador del acondicionador,
en m 3 /min.
14-93 Aire atmosférico a 1 atm, 32 °C y 95 por ciento de
humedad relativa se enfría a 24 °C y 60 por ciento de humedad
relativa. Para suministrar el enfriamiento necesario, se usa un
sistema ideal simple de refrigeración de compresión de vapor,
usando refrigerante R-134a como fluido de trabajo. Este sistema
opera su evaporador a 4 °C y su condensador a una temperatura
de saturación de 39.4 °C. El condensador rechaza su calor al
aire atmosférico. Calcule la destrucción de exergía, en kJ, en el
sistema total, por cada 1 000 m 3 de aire seco procesado.
24 C
60%
Válvula de
expansión
4
3
Condensador
Evaporador
Condensador
1 atm
FIGURA P14-93
Compresor
32 C
95%
Enfriamiento evaporativo
14-94C ¿Qué es el enfriamiento evaporativo? ¿Funcionará
en climas húmedos?
14-95C Durante la evaporación de un cuerpo de agua al
aire, ¿bajo qué condiciones será el calor latente de vaporización
igual a la transferencia de calor del aire?
14-96C ¿Un proceso de evaporación tiene que incluir transferencia
de calor? Describa un proceso que incluya transferencia
tanto de calor como de masa.
14-97 Los habitantes del desierto con frecuencia se envuelven
la cabeza con una tela empapada de agua. En un desierto
donde la presión es de 1 atm, la temperatura es de 45 °C y la
humedad relativa es de 15 por ciento, ¿cuál es la temperatura
de esta tela?
14-98 Entra aire a un enfriador evaporativo a 1 atm, 36 °C
y 20 por ciento de humedad relativa, a razón de 4 m 3 /min, y
sale con una humedad relativa de 90 por ciento. Determine
a) la temperatura de salida del aire, y b) el flujo necesario de
suministro de agua al enfriador evaporativo.
1
2
1 atm
36 °C
f 1 = 20%
Aire
Agua
m ω
Humidificador
f 2 = 90%
FIGURA P14-98
14-99E Entra aire a un enfriador evaporativo a 14.7 psia,
100 °F y 30 por ciento de humedad relativa, a razón de 200
pies 3 /min, y sale con una humedad relativa de 90 por ciento.
Determine a) la temperatura de salida del aire, y b) el flujo
necesario de suministro de agua al enfriador evaporativo.
Respuestas: a) 76.6 °F, b) 0.076 lbm/min
14-100 Entra aire a un enfriador evaporativo a 1 atm, 32 °C
y 30 por ciento de humedad relativa, a razón de 5 m 3 /min, y
sale a 22 °C. Determine a) la humedad relativa final y b) la
cantidad de agua agregada al aire.
14-101 ¿Cuál es la temperatura mínima que puede alcanzar
el aire en un enfriador evaporativo si entra a 1 atm, 29 °C y
40 por ciento de humedad relativa? Respuesta: 19.3 °C
14-102 Aire a 1 atm, 20 °C y 50 por ciento de humedad
relativa se calienta primero a 35 °C en una sección de calentamiento,
y luego se pasa por un enfriador evaporativo, donde
su temperatura cae a 25 °C. Determine a) la humedad relativa
de salida y b) la cantidad de agua agregada al aire, en kg H 2 O/
kg aire seco.
Mezclado adiabático de flujos de aire
14-103C Dos flujos de aire insaturado se mezclan adiabáticamente.
Se observa que se condensa algo de humedad
durante el proceso de mezclado. ¿Bajo qué condiciones será
éste el caso?
14-104C Considere el mezclado adiabático de dos flujos de
aire. ¿El estado de la mezcla en la carta psicrométrica tiene
que ser en la línea recta que conecta los dos estados?
14-105 Dos flujos de aire se mezclan estacionaria y adiabáticamente.
El primer flujo entra a 32 °C y 40 por ciento de
humedad relativa a razón de 20 m 3 /min, mientras el segundo
entra a 12 °C y 90 por ciento de humedad relativa, a razón
de 25 m 3 /min. Suponiendo que el proceso de mezclado ocurre
a una presión de 1 atm, determine la humedad específica, la
humedad relativa, la temperatura de bulbo seco y el flujo volumétrico
de la mezcla. Respuestas: 0.0096 kg H 2 O/kg aire seco,
63.4 por ciento, 20.6 °C y 45.0 m 3 /min
1
2
32 °C
40%
12 °C
90%
P = 1 atm
Aire
3
v 3
f 3
T 3
FIGURA P14-105