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E944: BALANCE TÉRMICO DE UN EQUIPO DE AIREACONDICIONADO
Profesor : Manuel PedrazaG.
Alumnos : Rubén GonzálezC.Ángel González S.
Fecha : 2 de un"o de
UNIVERSIDAD DE SANTIAGOFACULTAD DE INGENIERIA
INGENIERIA MECANICATRANSFERENCIA DE CALOR
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1. INDICE
1. Índice de materia......................................................................................2
2. Resmen de! c"ntenid" de! in#"rme.........................................................$
$. O%&eti'" de !a e()eriencia........................................................................*
*. Caracter+sticas de !"s e,i)"s e instrment"s em)!ead"s........................-
-. Descri)cin de! m/t"d" se0id"..............................................................
. 3resentacin de !"s res!tad"s..................................................................4
. Discsin de !"s res!tad"s5 c"nc!si"nes 6 "%ser'aci"nes )ers"na!es....7
4. A)/ndice..................................................................................................18
a. Te"r+a de! e()eriment"...............................................................18
%. Desarr"!!" de !"s c9!c!"s...........................................................11
c. Ta%!as de 'a!"res "%tenid"s 6 ca!c!ad"s...................................1-
d. :i%!i"0ra#+a em)!eada ................................................................1
2
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$. Objetivo de la experiencia:
• Objetivo Genera !e a E"#erien$ia
E! "%&eti'" 0enera! c"nsiste en #ami!iari=ar c"n !a ")eracin de n e,i)" de aireac"ndici"nad" m"n"="na e interi"ri=arse de !"s )r"ces"s sicr"m/tric"s 6 ssre)resentaci"nes 0r9#icas.
• Objetivo E%#e$i&i$o !e a E"#erien$ia
Re)r"dcir 6 e'a!ar )r"ces" sicr"m/tric" de en#riamient" e'a)"rati'".
Re)r"dcir e! tratamient" n"rma! de! aire en ")eracin 'eran" c"n des>midi#icacin 6
rea!i=ar !as medici"nes necesarias ,e )ermitan identi#icar5 re)resentar 6 e'a!ar !"s )r"ces"s sicr"m/tric"s in'"!crad"s.
Rea!i=ar n %a!ance t/rmic" de !a nidad tra%a&and" c"n tratamient" de aire en 'eran".
*
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*. Características de los euipos e instrumentos empleados:
• E,i)" de ac"ndici"namient" de aire m"n"="na5 e! ca! c"nsta de na c9mara de me=c!a6 #i!trad"5 ser)ent+n en#riad"r de e()ansin directa 6 n 'enti!ad"r centri#0" de as)ascr'adas >acia de!ante.
• Unidad c"ndensad"ra entin0>"se C"m)res"r semi >erm/tic" m"de!" C:181A *5 Ci!indr"s5 1*8r)m
18 T"n de Re#ri0eracinDi9metr" de )istn es 21B4<5 carrera -B4<
C"ndensad"r en#riad" )"r a0a5 m"de!" :O125 ti)" t%" c"ra=a de 25 )ie 2 des)er#icie de trans#erencia de ca!"r. Ca)acidad de a!macenamient" de R@22 $* !%m.V"!men a0a 251 0a!"nes.
3ane! de c"ntr"! ,e c"nsta de
3res"stat" a!ta 3resin interr)cin 28 )si )resin re)"sicin 228 )si3res"stat" %a&a 3resin interr)cin 28 )si )resin re)"sicin 21 )si.
• Termmetr": instrment" em)!ead" )ara medir !a tem)eratra. E! termmetr" m9sti!i=ad" es e! de mercri". a6 'ari"s ti)"s de dis)"siti'"s ,e se ti!i=an c"m"termmetr"s. E! re,isit" #ndamenta! es ,e em)!een na )r")iedad #9ci! de medir c"m" !a !"n0itd de na c"!mna de mercri"H ,e cam%ie de #"rma marcada 6 )redeci%!e a! 'ariar !a tem)eratra. Adem9s5 e! cam%i" de esta )r")iedad term"m/tricade%e ser !" m9s !inea! )"si%!e c"n res)ect" a !a 'ariacin de tem)eratra. En "tras )a!a%ras5 n cam%i" de d"s 0rad"s en !a tem)eratra de%e )r"'"car na 'ariacin en !a )r")iedad term"m/trica d"s 'eces ma6"r ,e n cam%i" de n 0rad"5 n cam%i" de tres
0rad"s na 'ariacin tres 'eces ma6"r5 6 as+ scesi'amente.
L"s termmetr"s ti!i=ad"s en !a e()eriencia s"n
Termmetr" Di0ita!De marca FLUE.De #a%ricacin EE.UU.Lectra Di0ita!.Mar0en de err"r ± 85-.
Se ti!i= !a esca!a en Ce!sis5 6 )ara "%tener !a medicin se c"nectan Term"c)!as
de Inmersin ,e se smer0e en e! #!id" a estdiar 6 Term"c)!as de C"ntact" ,e sec"!"can en !a s)er#icie directamente.
• :armetr" de Mercri" 0.HMarca E. Sc>itJnec>t5 In0. S.I.AMar0en de err"r ± 858 Kmm0.Esca!a K8 42- Kmm0.Di'isin m+nima de esca!a 8.- mm0.
-
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-. Descripci!n del m"todo se#uido:
3ara c"men=ar e! desarr"!!" de !a e()eriencia se rea!i= na %re'e intr"dccinterica )ara !a acti'idad a rea!i=ar.
E! m/t"d" a se0ir es ,e se rea!i=ar9n !as d"s acti'idades a !a 'e= determinacin deU 6 :a!ance t/rmic"H 6a ,e se ti!i=ar9 e! mism" m"nta&e ,e es e! e,i)" m"n"="na ,ec"ntiene n e'a)"rad"r ,e se estdiar9 tam%i/n.
Se rea!i= n rec"n"cimient" a t"das !as )artes ,e c"m)"nen e! e,i)" m"n"="na 6e! e,i)" de re#ri0eracin.
Se determinar"n t"das a,e!!as 'aria%!es ,e de%+an ser medidas en e! sistema )arasatis#acer !"s "%&eti'"s 6 se )r"cedi a insta!ar !"s instrment"s de medicin )ara !asmedidas deseadas )resin atm"s#/rica "%tenida de! %armetr"5 )resin de a!ta 6 de %a&a de!
)ane! de c"ntr"! "%tenid" de !"s manmetr"s5 tem)eratra de entrada de! c"m)res"r5tem)eratra de sa!ida5 tem)eratra de sa!ida de c"ndensad"r 6 tem)eratra de sa!ida de !a'9!'!a de e()ansin medid"s c"n !as term"c)!as de s)er#icie " c"ntact"5 tem)eratra de %!%" sec" de! aire a !a entrada de! e,i)" m"n"="na 6 tem)eratra de %!%" sec" de! aire a!a sa!ida medid"s c"n !as term"c)!as de inmersin5 >medad re!ati'a de! aire a !a entradade! e,i)" 6 a !a sa!ida medid" c"n !"s >i0rmetr"s.
Una 'e= determinadas !as )"sici"nes de !"s instrment"s se di" #nci"namient" a!e,i)" de aire ac"ndici"nad" es)erand" n tiem)" )rdente )ara ,e 6a n" e(istiera e!transciende 6 e(istiera esta%i!idad en e! sistema. Est" se #e 'eri#icand" a medida ,e !asmedici"nes en !"s termmetr"s den"taran cierta esta%i!idad. Le0" se midi !a 'e!"cidad de!
aire rea!i=and" n %arrid" de 'e!"cidades c"n e! anemmetr" a !a sa!ida t"mand" ne'emedici"nes de /ste.
Fina!mente se determinar"n !as dimensi"nes de! %anc" de t%"s 6 de !as a!etas ,e )"see e! e,i)".
.
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. $resentaci!n de los resultados:
• Coe&i$iente !e reai'a$i(n )24-.1=β
• Ren!i*iento !e eva#ora!or
=η I-1.-7
• Eva+ar te*#erat+ra% !e #+nto !e ro$,o entra!a - %ai!a !e aire
T3R 1 11.- PCT3R 2 12.- PC
4
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. Discusi!n de los resultados% conclusiones & observaciones
personales:
C"n res)ect" a! c"e#iciente de rea!i=acin en e! e,i)" de ac"ndici"namient" de! aire )"dem"s "%ser'ar ,e5 este n"s entre0a n 'a!"r s)eri"r a 1.24-5 !" ca! n"s indica ,e se
encentra ac"rde c"n s "%&eti'"5 en este cas" en#riar e! aire.
Cand" n"s re#erim"s a! rendimient" de! e'a)"rad"r5 direm"s ,e este a!can=a n
'a!"r adecad" )ara s re,erimient"5 este 'a!"r se encentra cercan" a! 8. C"n am%"s
'a!"res direm"s ,e e! #nci"namient" es a)r")iad" )ara !"s #ines de !a e()eriencia.
De! 0r9#ic" 3resin Enta!)+a mestra c"m" se desarr"!!a e! cic!" rea! de
re#ri0eracin5 c"n est" )"dem"s 'er ,e este di#iere en e! cic!" est9ndar5 6a ,e en e! cic!"
rea! )"dem"s a)reciar n s%en#riamient" de! re#ri0erante a !a sa!ida de! c"ndensad"r 6 n
s"%reca!entamient" de! re#ri0erante a !a sa!ida de! e'a)"rad"r. E! s%en#riamient" de!
re#ri0erante en e! c"ndensad"r se de%e a ,e necesita entrar !a sstancia a !a '9!'!a de
e()ansin c"m" !i,id" en s t"ta!idad )ara tener n me&"r #nci"namient" 6 e!
s"%reca!entamient" se )r"dce )ara ,e n" e(istan 0"tas de !+,id" ,e a#ecten a!
c"m)res"r5 casand" n )r"%!ema de ca'itacin. Est"s a&stes en e! cic!" se rea!i=an c"n e!
#in de "%tener n me&"r #nci"namient" de! e,i)".
A! "%ser'ar nestr"s dat"s e()erimenta!es en !a carta )sicr"metrica5 direm"s ,e se
"%ser'a de #"rma c!ara 6 cate0ricamente n )r"ces" de en#riamient" c"n
des>midi#icacin de! aire tratad". Adem9s n"s )ermiti enc"ntrar !"s 'a!"res )ara
enc"ntrar e! rendimient" de! e'a)"rad"r 6 !a e#iciencia5 6a ,e c"n est"s 'a!"res "%t'im"s
e! ca!"r de! aire 6 e! #!&" m9sic" de !a misma sstancia.
7
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'. (p"ndice
.a )eoría del experimento:
Coe&i$iente !e reai'a$i(n )
12
*1
hh
hh
−
−=β
• Ren!i*iento !e eva#ora!or
22 Freónel por absorbida Energía
aireel por entregada Energía=η
( ) ( ) f AS AS
hm H H maireel por entregadoCalor QQQ 2112 ω ω −+−=
húmedobulboaTemperatur TBH específicoVolumen
oairedemasa por aguademasahumedadesdelación
total Entalpía H
relatia Humedad
obulboaTemperatur TBS
==
==
=
=Φ
=
ν
ω secRe
sec
( )2122
Q
D22
hhm!
Freónel por absorbidoCalor
F −=
18
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.b Desarrollo de los c*lculos:
[ ] [ ]
[ ] [ ]
[ ] [ ]
[ ]
[ ]bar a "
bar a "
absolutasesiones
bar psi "
bar psi "
bar mmHg "
b
a
b
a
atm
17712.*HG
-*$77.18HG
D3r
2*1$7.$*
-4.71$7
7-447.8*.14
=
=
⇒
==
==
==
De! dia0rama de 3 > de! re#ri0erante se "%tiene !"s 'a!"res de !as enta!)+as 6 de!t+t!" a !a sa!ida de !a '9!'!a de e()ansin
I-.11-$.8
81.181
81.181
8--*.278
-*.27
*
$
2
1
==
=
=
=
=
#
$g
%& h
$g
%& h
$g
%& h
$g
%& h
• Coe&i$iente !e reai'a$i(n )
11
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24-.1
24-.1-*.278--*.278
81.181-*.27
12
*1
=
=−
−=
−
−=
β
β hh
hh
• Ren!i*iento !e eva#ora!or
22 Freónel por absorbida Energía
aireel por entregada Energía=η
( ) ( ) f AS AS
hm H H maireel por entregadoCalor QQQ 2112 ω ω −+−=
De !a carta sicr"m/trica se "%tienen !"s si0ientes dat"s
1 Entrada 2 Sa!idaT:S1 1.8- C T:S2 4.11 C
1 * 2 4.-
1 $
$g %& 2 2*
$g %&
=
AS
' H
m
m2884$.81ω
=
AS
' H
m
m288.82ω
=
$g
m
$
1 48-.8
=
$g
m
$
2 4$.8
T:1 1$ C T:2 .- C
F!&" '"!m/tric"
[ ]
=
=∀=
=
==∀
s
$g
ft
$g
s
ft m
s
ft ft
s
ft AV
242.28$-.8Q*111527Q
*11152741112.8Q1-*4.$*Q
$
$
$2
ρ
E! #!&" m9sic" ca!c!ad" c"rres)"nde a !a me=c!a de aire sec" c"n a0a )"r !" ,e se"%tiene e! #!&" de aire sec" c"n
12
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=⇒
=
+=
s
$g m
m
m
mmm
AS
AS
' H
AS ' H
8$1.1
2
2
ω
( ) ( )
−=
−+−=
s
$g !
aireel por entregadoCalor
212.1$
-72-.--Q88.8884$.8Q8$1.1$2*Q8$1.1
( ) ( )
I-.-7
-7-.8
2*-4.22
212.1$
2*-4.22
81.181-*.27Q12.8Q
D22
2122
=
=
=
=
−
=−=
η
η
s
%&
s
%& s
%& !
$g
%&
s
$g hhm!
Freónel por absorbidoCalor
F
• Gr.&i$o !e $i$o !e !ia/ra*a P 0 1233
Este dia0rama se ad&nta a c"ntinacin de !"s c9!c!"s "%tenid"s
• Eva+ar te*#erat+ra% !e #+nto !e ro$,o entra!a - %ai!a !e aire
De !a carta sicr"m/trica se "%tienen !as tem)eratras de! )nt" de r"c+"
T3R 1 1$ PCT3R 2 .- PC
1$
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1*
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aire flu(o salidaVelocidad V
salidaairerelatia Humedad
salidaaireobulboT T
entradaairerelatia Humedad
entradaaireobulboT T
ansión)lula salidaT T r condensado salidaT T
compresor salidaT T
compresor entradaT T
ba(adeesión "
altadeesión "
aatmosf*ricesión "
m
BS
BS
b
a
atm
=
=
°=
=
°=
°=°=
°=
°=
=
=
=
2
2
1
1
*
$
2
1
sec
sec
e()
3r
3r
3r
φ
φ
c. )ablas de valores obtenidos & calculados:
De !a e()eriencia se "%t'ier"n !as si0ientes medici"nes
3atm
[ ]mmHg 3a
[ ] psi3 %
[ ] psiT1
[ ] F °T2
[ ] F °
T$
[ ] F °T*
[ ] F °T:S1
[ ] F °1
KT:S2
[ ] F °2
KVm
K)ieBmin
14.* 11 $ *-. 1*.$ $. 21.4 8.7 * *.- 4.- 28*7.27
[ ]bar
a " a HG
[ ]bar
a " b HG
$g
%&
h1
$g
%&
h2
$g
%&
h$
$g
%&
h* (
4.7* $.-1- 27.-* 278.8--* 181.81 181.81 8.1-2-
• Coe&i$iente !e reai'a$i(n )
24-.1=β
• Ren!i*iento !e eva#ora!or
=
hr
$g aireel por entregadoCalor 212.1$
1-
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De !a carta sic"m/trica se "%tienen !"s si0ientes dat"s
1 Entrada 2 Sa!idaT:S1 1.8- C T:S2 .11 C
1 * 2 4.-
1 $
$g %& 2 2*
$g %&
=
AS
' H
m
m2884$.81ω
=
AS
' H
m
m288.82ω
=
$g
m
$
1 48-.8
=
$g
m
$
2 4$.8
T:1 1$ C T:2 .- C
I-1.-7
2*-4.22
D22
=
=
η
hr
%&
!
Freónel por absorbidoCalor
• Eva+ar te*#erat+ra% !e #+nto !e ro$,o entra!a - %ai!a !e aire
De !a carta sicr"m/trica se "%tienen !as tem)eratras de! )nt" de r"c+"
T3R 1 1$ PCT3R 2 .- PC
1
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d. +iblio#rafía empleada:
1. . 3. "!man ;Trans#erencia de Ca!"r< Edit"ria! C"ntinenta!5 S. A. M/(ic".
2. Ta%!as 6 Gr9#ic"s de 3r"0rama Re#ti! )ara Fren 22.
$. A)ntes de c9tedra de asi0natra Trans#erencia de ca!"r.
1