. Universidad Simón Bolívar

Departamento de Termodinámica yFenómenos de Transferencia

Termodinámica II (TF-2123)Profesores: Jorge Pacheco y Freddy Figueira

Nombre:

Carnet:

Enero / Marzo 2006

Examen #3 (35 ptos)

]) El aire acondicionado de un carro funciona de la siguiente manera: se mezcla adiabáticamente unacorriente de aire del exterior del carro con una corriente de aire del interior del vehiculo, esta mezcla seenfría para reducir la humedad del aire y finalmente se calienta hasta alcanzar las condiciones deseadas.Para las condiciones mostradas en el dibujo, halle:

a) El flujo másico de aire seco del exteriorb) El flujo másico de líquido condensadoc) El calor removido en el enfriador

Q=30 kJ/s

Enfriador4

Calentador

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Universidad Simón BolívarDepartamento de Termodinámica yFenómenos de TransferenciaTermodinámica II (TF-2123)Profesores: Sylvana Derjani y Freddy Figueira

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Parcial 3 (25 pts) Enero-Marzo 2009

Problema 1 (12 pts)

Considere el sistema de acondicionamiento de aire que se muestra en la figura. Al sistema ingresan 100 m3/minde aire húmedo a 35 DCy una temperatura de rocío de 31 DC(Edo 1). Este aire debe ser acondicionado antes demezcladocon otra corrienteque se encuentraa 27 DC y 60% de humedadrelativa(Edo 3) para cumplircon elrequerimiento de una humedad máxima de 0,0065 kgagua/kgairea la salida del proceso. La sección deacondicionamiento está compuesta por un enfriador en que se retiran 155,5 kgagualhseguido por un calentadorcon una capacidad de calentamiento de 30,7 kW. El sistema opera a presión atmosférica. Determine:

l. Humedad específica y relativa de la corriente de entrada (Edo 1) (2 pts)2. Temperatura y humedad específica a la salida del enfriador (Edo 2) (2 pts)3. Tasa de transferencia de calor en el enfriador (2 pts)4. Temperatura, humedad relativa y temperatura de rocío a la salida del calentador (Edo 3) (2 pts)5. Temperatura, humedad relativa y temperatura de rocío a la salida del mezclador (Edo 5) (1,5 pts)6. Flujos másicos de las corrientes 4 y 5, en kgaire/S(1,5 pts)7. Indique en la carta psicrométrica todos los estado y procesos (1 pt)

Qcal=30,7 kW4 T4=2rC

<1>4=60%

1

T1=35°CTpR1=31°C

V1=100 m3/min ,M,=155,5 kgagualh

5

0)5=0,0065 kgagua/KgalreMezcladorAdiabático

Problema 2 (13 pts)

Considere un motor de combustión interna de ignición por chispa de un solo cilindro. Antes del tiempo decompresión la mezcla aire-combustible es admitida a 298 K Y 100 kPa. El combustible utilizado es gas natural,el cual puede ser modelado como metano puro (CH4). El motor tiene una relación de compresión de 9 y elanálisis Orsat de los gases de escape arrojan los siguientes composiciones molares en base seca: CO2, 6%; ca,1,5%; YO2, 8,2%. Recordando que la mezcla se comprime de manera isentrópica en el tiempo de compresión yque la combustión ocurre de manera instantánea, lo que implica que ocurre a volumen constante y es adiabática,y suponier.do Gas Ideal con capacidades caloríficas constantes, determine:1. Ecuación real del proceso de combustión (2 pts)2. Relación aire-combustible admitida al cilindro (en kgaire/kgcomb)(2 pts)3. Porcentaje de aire teórico utilizado (2 pts)4. Temperatura y presión luego del tiempo de compresión (2 pts)5. Temperatura y presión al final del proceso de combustión (3 pts)6. Irreversibilidad del proceso de combustión (2 pts)

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NOTA: Recuerde indicar todas sus suposiciones aplicables en cada equipo y proceso.

PM (kglkmol) CPo(kJ/kmol K)CH4 16,043 36,156Oz 31,999 29,49Nz 28,013 29,178COz 44,01 37,048CO 28,01 29,167HzO 18,015 33,729

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John M. Campbell & Company1215 Crossroads Blvd. .Norman,Oklahoma73072 USA

Phone: 1-405-321-1383 . Fax: 1-405-321-4533WWW.jmcamPbell.com~ 7 '

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