transferencia de masa

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EJERCICIO #1
En una torre de 20 x 30 pie2, para enfriar 1500 gpm de agua a 125°F se utiliza 187000 pie 3/min de aire a una temperatura de bulbo húmedo de 75°F y temperatura de bulbo seco de 90°F. Calcule la temperatura de salida del agua si la altura empacada de la torre es de 6.96 pie. El valor de Ky.a/L = 0.10 pie-1. Considere que CL= 1 Btu/Lb°F y se mantiene constante a lo largo detoda la torre. Nota: utilizar la curva de saturación mostrada a su derecha la cual no es lineal en el sector dado. Después de estar operando la torre por 3 meses, la temperatura de bulbo húmedo del aire de entrada cambio a 65°F. Considerando que las demás condiciones permanecen constantes incluyendo la temperatura de líquido a la salida de la torre, calcule la cantidad de agua que se está enfriando.Nota: Ky.a = cte.


Aire
 
Entrada
Salida
QG (Ft3/min)
187000
 
TG1 (°F)
90
 
Tw1 (°F)
75
 
hy1 (BTU/LbAs)
38,368
 
VH1 (Ft3/LbAs)
14,19
 
d (LbAS/Ft3)
0,0705
 

El flujo másico superficial de agua:





El flujo másico superficial del aire está dado por:



La altura de la torre está dada por:

Entonces


Usando el método de aria bajo la curvaIteración I
 
T (F)
hy*, Btu/LbAS
hy
hy*-hy
1/hy*-hy
fondo
85
50,8075
38,3680
12,4395
0,080389
a
89
55,7786
43,4321
12,3465
0,0810
b
101
75,2232
58,6243
16,5988
0,0602
c
109
92,2694
68,7525
23,5169
0,0425
d
121
124,5780
83,9448
40,6332
0,0246
tope
125
137,2675
89,0088
48,2587
0,020722


el , tomamos como condición de convergencia .
Km,cal
2,0837Iteración II
 
T (F)
hy*, Btu/LbAS
hy
hy*-hy
1/hy*-hy
fondo
95
64,6225
38,3680
26,2545
0,03808871
a
98
69,6968
42,1661
27,5307
0,0363
b
107
87,6843
53,5603
34,1241
0,0293
c
113
102,1097
61,1564
40,9533
0,0244
d
122
127,6572
72,5506
55,1067
0,0181
tope
125
137,2675
76,3486
60,9189
0,01641528



Km,cal
0,9346
Km-Km,cal
0,2386

Iteración III
 
T(F)
hy*, Btu/LbAS
hy
hy*-hy
1/hy*-hy
fondo
100
73,3300
38,3680
34,9620
0,028602
a
102,5
78,1600
41,5331
36,6269
0,0273
b
110
94,6450
51,0282
43,6168
0,0229
c
115
107,3725
57,3583
50,0142
0,0200
d
122,5
129,2200
66,8535
62,3665
0,0160
tope
125
137,2675
70,0185
67,2490
0,01487
Km,cal
0,5391
Km-Km,cal
0,1569

Iteración IV
 
T (F)
hy*, Btu/LbAS
hyhy*-hy
1/hy*-hy
fondo
96,8908
67,7686
38,3680
29,4006
0,03401286
a
99,70172
72,7752
41,9267
30,8486
0,0324
b
108,13448
90,2581
52,6027
37,6554
0,0266
c
113,75632
104,0726
59,7201
44,3525
0,0225
d
122,18908
128,2464
70,3962
57,8502
0,0173
tope
125
137,2675
73,9548
63,3127
0,01579463
Km,cal
0,6943
Km-Km,cal
0,0017

Luego la temperatura de salida del agua esaproximadamente a T=96,890F
1-b) La temperatura de bulbo húmedo del aire de entrada cambio a 65°F

Aire
 
Entrada
Salida
QG (Ft3/min)
187000
 
TG1 (°F)
90
 
Tw1 (°F)
65
 
hy1 (BTU/LbAs)
29,8126
 
VH1 (Ft3/LbAs)
14,018
 
d (LbAS/Ft3)
0,0713
 








Entonces


Iteración I
 
T (F)
hy*, Btu/LbAS
hy
hy*-hy
1/hy*-hy
fondo
96,8908
67,7686
29,8126
37,95600,026346
a
99,70172
72,7752
33,3281
39,4471
0,0254
b
108,13448
90,2581
43,8748
46,3834
0,0216
c
113,75632
104,0726
50,9059
53,1667
0,0188
d
122,18908
128,2464
61,4525
66,7939
0,0150
tope
125
137,2675
64,9681
72,2994
0,013831
Km,cal
0,5670
Km-Km,cal
0,1290

Cálculos
 2
Gs (Lb/ft2*h)
1333,9991
L asu (gpm)
2500
L, asum (Lb/ft2*h)
2085,5000
Km asum (Lb°F/BTU)0,5568

Iteración II
 
T (F)
hy*, Btu/LbAS
hy
hy*-hy
1/hy*-hy
fondo
96,8908
67,7686
29,8126
37,9560
0,026346
a
99,70172
72,7752
34,2070
38,5682
0,0259
b
108,13448
90,2581
47,3903
42,8678
0,0233
c
113,75632
104,0726
56,1792
47,8934
0,0209
d
122,18908
128,2464
69,3625
58,8839
0,0170
tope
125
137,2675
73,7570
63,5105
0,015745
Km,cal
0,6122
Km-Km,cal...
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