Download aire humedo

AIRE HUMEDO
1.- Enumere todas las propiedades que pueda encontrar en la gráfica de humedad en
unidades americanas de ingeniería para el aire húmedo a una temperatura de bulbo seco de
90 ºF y uno temperatura de bulbo húmedo de 70 ºF.
2.- Se calienta aire húmedo a 38 ºC y 48 % de humedad relativa en un horno hasta la
temperatura de 86 ºC. ¿Cuánto calor se debe suministrar por metro cúbico de aire húmedo
inicial, y cual es el punto de rocío final del aire?.
3.- Una manera de adicionar humedad al aire es haciéndolo pasar a través de pulverizadores
de agua o lavadoras de aire. Por lo regular, el agua utilizada se recircula en lugar de
desecharla. Después, en estado estacionario, el agua se encuentra a la temperatura de bulbo
húmedo. El aire que pasa a través de la lavadora se enfría y si el tiempo de contacto es la
suficientemente largo, el aire también estará a la temperatura de bulbo húmedo. Sin
embargo, supondremos que la lavadora es tan pequeña que el aire no alcanza la temperatura
de bulbo húmedo; en su lugar, prevalecen las siguientes condiciones:
TBS(ºC)
TBH(ºC)
Aire de entrada
40
22
Aire de salida
27
Calcular la humedad adicionada por kg de aire seco
4.- Un proceso que toma humedad del aire haciendo pasar el aire a través de rociadores de
agua suena peculiar pero es completamente práctico siempre y cuando la temperatura del
agua esté abajo del punto de rocío del aire. Si el aire de entrada tiene un punto de rocío de
70 ºF y está a 40% de humedad relativa, ¿cuánto calor se tiene que eliminar mediante el
enfriador y cuánto vapor de agua se remueve, si el aire de salida se encuentra a 56ºF con un
punto de rocío de 54ºF?
5.- Se le ha pedido rediseñar una torre de enfriamiento de agua que tiene un ventilador con
una capacidad de 8,3x106 ft3/h de aire húmedo (a 80ºF y una temperatura de bulbo húmedo
de 65ºF). El aire de salida está a 95ºF y tiene una temperatura de bulbo húmedo de 90ºF.
¿Cuánta agua se puede enfriar en libras por hora si el agua que se tiene que enfriar no se
recircula, entra a la torre a 120ºF y sale de la torre a 90ºF?.
6.- En un recipiente hermético se encierra aire húmedo a 100 kPa, una temperatura de bulbo
seco de 90 ºC y una temperatura de bulbo húmedo de 46 ºC. El recipiente y su contenido se
enfrían a 43 ºC.
(a) ¿Cuál es la humedad molar del aire húmedo enfriado?
(b) ¿Cuál es la presión total final en atm en el recipiente?
(c) ¿Cuál es el punto de rocío en ºC del aire húmedo enfriado?
7.-(a) Calcule:
(1) La humedad del aire saturado a 120 ºF
(2) El volumen saturado a 120 ºF
(3) La temperatura adiabática de saturación y la temperatura de bulbo húmedo del aire que
tiene un bulbo seco t = 120 ºF y un punto de rocío = 60 ºF
(4) El por ciento de saturación cuando el aire en (3) se enfría hasta 82 ºF
(5) Las libras de agua condensada/100 libras de aire húmedo en (3) cuando el aire se enfría
hasta 40 ºF
(b) Calcule la temperatura de bulbo húmedo y el porcentaje de humedad relativa antes y
después de los siguientes casos:
Bulbo seco
T (ºF)
80
150
100
60
Porcentaje
De humedad
40
60
10
95
Bulbo seco nuevo
T(ºF)
100
100
60
150
8.- Un secador rotatorio que opera a presión atmosférica seca 10 ton/día de granos húmedos
a 70 ºF, desde un contenido de humedad de 10 % hasta 1 %. El flujo de aire es a
contracorrientre con el flujo del grano, entra a 225 ºF de temperatura de bulbo seco y 110 ºF
de temperatura de bulbo húmedo y sale a 125 ºF de bulbo seco. Determine:
(a) La humedad del aire de entrada y de salida
(b) La remoción de agua en libras por hora
(c) La salida diaria de producto en libras por día
(d) La entrada de calor al secador
Suponga que no hay pérdida de calor en el secador, que el grano se descarga a 110 ºF y que
su calor específico es 0,18.
9.- Las temperaturas (ºF) tomadas alrededor de una torre de enfriamiento de tiro forzado son
como se indica:
Entrada
Salida
Aire
85
90
Agua
102
89
La temperatura de bulbo húmedo del aire de entrada es 77 ºF. Suponiendo que el aire que
sale de la torre es saturado, calcule con ayuda de los datos proporcionados a continuación:
(a) La humedad del aire de entrada
(b) Las libras de aire seco a través de la torre por libra de agua dentro de la torre
(c) El porcentaje de agua vaporizada al pasar a través de la torre
T (ºF)
Humedad Saturada
77
0.0202
85
0.0264
89
0.030
90
0.031
100
0.0425
102
0.0455
Cp aire = 0,24; Cp vapor de agua = 0,45; Hx = 1040 Btu/lb a cualquiera de las temperaturas
encontradas en este problema.
10.- Un secador produce 180 kg/h de un producto que contiene 8 % de agua a partir de una
corriente de alimentación que contiene 1,25 g de agua por gramo de material seco. El aire
entra al secador a una temperatura de bulbo seco de 100 ºC y temperatura de bulbo húmedo
de 38 ºC; el aire de salida está a 53 ºC de bulbo seco y 60 % de humedad relativa. Parte del
aire de salida se mezcla con aire fresco suministrado a 21 ºC, 52 % de humedad relativa.
Calcule el suministro de aire y de calor al calentador, desperdiciando cualquier pérdida por
radiación, utilizados al calentar los platos transportadores y así sucesivamente. El calor
específico del producto es 0,18. El sólido entra a 21 ºC y sale a 43 ºC.
11.- El aire, con temperatura de bulbo seco de 38 ºC y de bulbo húmedo de 27 ºC, se depura
con agua para eliminar impurezas. El agua se mantiene a 24 ºC. Suponga que el tiempo de
contacto es suficiente para lograr el equilibrio completo entre el aire y el agua. El aire
entonces se calienta a 93 ºC haciéndolo pasar sobre serpentines de vapor. Después es
utilizado en un secador rotatorio adiabático del cual sale a 49 ºC. Se puede suponer que el
material que se debe secar entra y sale a 46 ºC. El material pierde 0,05 kg de agua por
kilogramo de producto. El producto total es 1000 kg/h.
(a) ¿Cuál es la humedad:
(1) del aire inicial?
(2) después del rociado con agua?
(3) después del recalentamiento?
(4) saliendo del secador?
(b) ¿Cuál es el porcentaje de humedad en cada uno de los puntos anteriores?
(c) ¿Cuál es el peso total del aire seco utilizado por hora?
(d) ¿Cuál es el volumen total del aire que sale del secador?
(e) ¿Cuál es la cantidad total del calor suministrado al ciclo en J/h?
12.- Su jefe quiere un servicio de acondicionamiento de aire para una construcción de 100 ft
de largo por 60 ft de altura promedio enfriando y deshumidificando el aire fresco necesario
con agua fría en una cámara rociadora. La ocupación promedio de la construcción es 100
personas/h con una emisión total de 800 Btu/(persona)(h). Las condiciones atmosféricas
severas para la ciudad son 100 ºF con 95 % de humedad. Se cree que el aire a 70 ºF y 60 %
de humedad será satisfactorio, siempre que la circulación total sea suficiente para manejar
el aumento de temperatura del aire 2 ºF. Despreciando la radiación de la construcción y
utilizando el calor sensible del aire recirculado para el recalentamiento, calcule:
(a) El volumen de aire recirculado a las condiciones de entrada
(b) El volumen de aire fresco en las peores condiciones
(c) Las toneladas de refrigeración (1 ton = 12000 Btu/h requeridas)
13.- El cloruro de sodio de un evaporador contiene 88 % de NaCl, el resto es agua. Este
material se debe secar en un secador rotatorio a contracorriente, utilizando aire caliente a
una temperatura de bulbo seco de 60 ºF, 10 % de humedad relativa. Esta corriente de aire
caliente se obtiene de aire fresco con una humedad de 0,0145 moles de agua por mol de aire
seco más una corriente recirculada de aire húmedo del secador. Las condiciones requeridas
del secador son 40 kg de aire seco por cada kilogramo de materia seca. Calcule el contenido
porcentual de agua en base seca del “stock” que sale del secador y también la humedad del
aire que sale del secador. ¿Es satisfactorio este proceso?.
14.- Se debe alimentar aire limpio y acondicionado a dos cuartos en los que se producen
dispositivos de estado sólido para computadoras digitales. Se suministra aire con bajo
contenido de humedad al primer cuarto y fluye de aquí al segundo cuarto. Se suministra aire
con bajo contenido de humedad adicional al segundo cuarto. La humedad del aire con bajo
contenido es 0,0040 kg de agua/kg aire seco y la humedad el aire que sale del primer cuarto
es 0,0055. La humedad del aire que sale del segundo cuarto es 0,0065. En el primer cuarto
se evapora agua a la velocidad de 2,03 kg/h y en el segundo cuarto a la velocidad de 2,53
kg/h. Calcule el gasto de aire con bajo contenido de humedad para los dos cuartos y el gasto
total de aire, ambos en términos de kilogramos de aire seco por hora.