INGENIERIA MECANICA ELECTROMECANICA LABORATORIO DE TERMICAS

REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO MEC 3338

LABORATORIO N° 4 PROPIEDADES PSICROMETRICAS EN EL ALTIPLANO Página 1 de 3

Jefe Lab: M.Sc. Ing. Edgar S. Peñaranda Muñoz Fecha límite de entrega informe:29/X/2012

PROPIEDADES PSICROMETRICAS EN EL ALTIPLANO

1. INTRODUCCIÓN El amplio rango de alturas sobre el nivel del mar (5000 a 300 m.s.n.m.) sobre las cuales están ubicadas las diferentes zonas pobladas de nuestro país, no sólo son la base de su amplia diversidad climatológica, sino que son fuente de necesidades y especificaciones tecnocientíficas particulares, como es en el campo de las aplicaciones psicrométricas como el secado, acondicionamiento de aire y en fin, de todas las aplicaciones donde el aire es el fluido de trabajo. Toda la bibliografía da acceso a cartas psicrométricas elaboradas para el aire atmosférico para condiciones normales de diferentes latitudes a la nuestra y con ábacos de corrección 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 valoración experimental y analítica de las propiedades psicrométricas del aire en el altiplano. 1.2.- OBJETIVOS

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

mar y las evaluadas para la altura del altipláno. - Estudiar los recursos analíticos de evaluación de la propiedades psicrimétricas

1.3.- FUNDAMENTO TEORICO Para alcanzar estas exigencias es necesario reintroducir en las relaciones básicas de la psicrometría, como variable importante, a la presión atmosférica en función de la altura sobre el nivel del mar.

1

p poTo h

To

g

R

(N/m2 ó bar) (1.1)

p= Presión atmosférica local (N/m

2 ó bar)

po=1.01325 105 N/m

2 ó 1.01325bar presión normal para nuestras latitudes

To=293°K Temperatura normal para nuestras latitudes

Coeficiente local de la variación de temperatura (°K/m)

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

2) Aceleración del la gravedad estándar

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 variación de temperatura (°K/m)

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

2 ó bar) (1.3)

p = Presión atmosférica local (N/m

2 ó bar)

1 García Gutiérrez Elio, Efectos de Altura en Máquinas Térmicas y Eléctricas, 130 pag., Oruro 1982

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

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

HRpv

ps100 (1.4)

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

ps = Presión de saturación del vapor de agua a TBS(N/m2 ó 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 = Presión atmosférica(N/m2 ó 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 tendrán que estar en N/m

2

ENTALPIA (H) es la suma de entalpías consecuente de la variación de temperaturas del aire seco y el vapor de agua, denominada calor sensible (Csen), más la variación del contenido energético de la mezcla aire seco-vapor de agua debido a la variación del contenido de humedad en esta mezcla, denominado calor latente (Clat): H = Csen + Clat Precisando y reordenando esta relación:

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

Cpaire= 1.005(KJ/Kg°K)Calor Específico del Aire a Pres Cte Clat=2501.6(KJ/Kg)Calor Latente de Evaporación del Agua Cpvap=1.86(KJ/Kg°K)Calor Específico del Vapor de Agua a Pres. Cte. TBS = Temperatura de bulbo seco (°C) TBH = Temperatura de bulbo húmedo (C) 2. METODOLOGÍA El trabajo será encarado por grupos, a través de seis medidas con el higrómetro y psicrómetro a lo largo de un día. 2.1. EQUIPO, MATERIAL E INSTRUMENTOS Para medir las propiedades elementales del aire se usará el un psicómetro de flujo inducido, un higrómetro capilar y un higrómetro digital. Cada alumno deberá traer la carta psicrométrica para nivel del mar

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2.2. PROCEDIMIENTO

1. Hacer las lecturas simultáneas de termohigrómetro y psicrómetro construido en el laboratorio. 2. Anotar la hora de lectura y las lecturas respectivas de TBS, TBH y HR 3. Haga la entrega de equipos e instrumentos.

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 termohigrómetro HR2 = Humedad relativa del aire medida con el termohigrómetro digital (%) Haciendo uso de las lecturas del psicrómetro usar la carta psicrométrica para condiciones normales y evaluar las propiedades correspondientes del aire. 4. CALCULOS

1. CALCULAR las propiedades psicrométricas para Oruro correspondientes a las lecturas del psicrómetro, especialmente la HR y la temperatura de rocío.10%

2. CALCULAR las propiedades psicrométricas para Oruro correspondientes a las lecturas del termohigrómetro, especialmente la TBH y la temperatura de rocío y obtener las propiedades.10%.

3. Con una carta psicrométrica que tenga los factores de reajuste para la altura, con los datos del termohigrómetro, sobre una memoria de procedimientos y cálculos evaluar las propiedades psicrométricas reajustadas para Oruro.20%

4. En base a los datos de la estación meteorológica, para el mes de agosto y septiembre, modelar el comportamiento de la HR para el día promedio del mes asignado.(20%) .

5. CUESTIONARIO

En fundamento teórico insertar un soporte teórico gráfico de 4 secuencias de procesos psicrométricos para el enfriamiento y deshumidificación y 2 secuencias de procesos psicrométricos para el calentamiento y humidificación, con sus diagramas de flujo, memorias de procesos. Tendrá que insertarse la definición y el significado de las siglas de las líneas auxiliares y factores que se usan para determinar gráficamente el caudal de aire de acondicionamiento (Carrier). (20%)

BIBLIOGRAFIA

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

2. Faires Virgil M.(1978), Termodinámica, Edit. Hispano-Americana, San Sebastián, España. 3. Stoecker W.F.(1965), Refrigeración y Acondicionamiento de Aire, Edit. Mc Craw-Hill , Madrid,

España. 4. Peñaranda Muñoz Edgar S.(2000), Análisis Y Evaluación De Los Potenciales Defectos De

Cálculo Psicrométrico, Consecuentes De Inadecuados Recursos De Evaluación De Propiedades Psicrométricas Del Aire En El Altiplano Y Valles Andinos Bolivianos, Imprenta OFFSET GRAFIKA DIGITAL, Oruro Bolivia

Página del Laboratorio: www.docentes.utonet.edu.bo/epenarandam/ ó; http://sites.google.com/site/ingmeclabterfni/