diseño y construcción de un humidificador para

ANDRES FELIPE DELGADO BAZURTO 1

Diseño y construcción de un humidificador

para desalinización solar.

Por:

Andrés Felipe Delgado Bazurto

Universidad de los Andes

Facultad de Ingeniería

Departamento de Ingeniería Mecánica

Bogotá D.C, Colombia

Proyecto de grado


Diseño y construcción de un humidificador de aire para

desalinización solar

Realizado por

Andrés Felipe Delgado Bazurto

Universidad de los Andes

Departamento de Ingeniería Mecánica

Facultad de Ingeniería

Proyecto de Grado para optar al título de

Ingeniero Mecánico

Profesor Asesor

Andrés Leonardo González Mancera, Ph.D.

Diciembre 2018

Bogotá D.C., Colombia


Agradecimientos

A mis padres quienes me brindaron incondicionalmente su apoyo integral para lograr

culminar con éxito el pregrado de Ingeniería Mecánica. A mis profesores, quienes cada uno

a su manera aportaron a mi formación como ingeniero. En particular al profesor Andrés

González por confiar y creer en mis capacidades para sacar adelante este proyecto de

grado, por su paciencia, y disponibilidad para guiarme adecuadamente a través de las

dificultades que se presentaron. A mis amigos y familiares que siempre creyeron, y a los

que no, aún más. A Paula, quien en vida y posterior a su fallecimiento siempre fue una

motivación para continuar. Finalmente, a la universidad de los Andes y el departamento de

ingeniería mecánica y su manera de enseñar, que de seguro a mi y a mis colegas nos

llevará al éxito profesional, y a transformar el país positivamente estando siempre regidos

por el marco de la ética, el rigor técnico y las mejores prácticas.


Índice de ilustraciones

Ilustración 1. Sistema de desalinización solar por humidificación-deshumidificación del aire

[1] ...................................................................................................................................... 8

Ilustración 2. Balance de energía y masa en el humidificador [2] ..................................... 10

Ilustración 3. Modelo en CAD de pieza fabricada para calibrar la boquilla. ...................... 15

Ilustración 4. Modelo en CAD de la boquilla [9] ................................................................ 16

Ilustración 5. Boquilla impresa en 3D ............................................................................... 16

Ilustración 6. Modelo en CAD del humidificador ............................................................... 18

Ilustración 7. Humidificador .............................................................................................. 18

Ilustración 8. Caída de presión en el relleno vs velocidad del aire [10] ............................ 21

Ilustración 9. Sensor DHT-11 y Arduino ........................................................................... 23

Ilustración 10. PLC Logo Siemens y sensores PT100...................................................... 23

Ilustración 11. Sistema ensamblado para pruebas. .......................................................... 24

Ilustración 12. Código de control de temperatura en LogoSoft Comfort V8.0 para PLC

Siemens........................................................................................................................... 30

Índice de gráficas

Gráfica 1. Cabeza y eficiencia vs caudal de la bomba ..................................................... 19

Gráfica 2. Cabeza vs Voltaje de la bomba ....................................................................... 19

Gráfica 3. Flujo másico de la bomba vs Voltaje de la bomba ........................................... 20

Gráfica 4. Velocidad de al aire y flujo másicos vs etapas de velocidad disponibles en el

soplador ........................................................................................................................... 22

Gráfica 5. Efectividad de humidificación en cada dato tomado. ....................................... 25

Gráfica 6. Tasa de evaporación vs Temperatura de entrada del agua ............................. 26


Tabla de contenido

1. Resumen

2. Introducción

3. Objetivos

3.1. Objetivo general

3.2. Objetivos específicos

4. Marco teórico y modelo matemático

4.1. Humidificador

4.2. Modelo matemático del humidificador

4.3. Balance de energía para el aire

4.4. Balance de masa para el aire

4.5. Balance de energía para el agua

5. Análisis de sensibilidad

6. Requerimientos de operación

7. Diseño del humidificador

7.1. Flujos másicos

7.2. Relleno

7.3. Boquilla de aspersión de agua

7.4. Estructura del humidificador

8. Ensamblaje e instrumentación

8.1. Flujo de aire

8.2. Flujo de agua

8.3. Control e instrumentación

9. Montaje

10. Resultados

11. Discusión de resultados

12. Conclusiones

13. Trabajos futuros

14. Anexos

14.1. Anexo A. Código de EES (Engineering Equation Solver) para análisis de

sensibilidad y modelo matemático.


14.2. Anexo B. Código de LogoSoft Comfort V8.0 para control de temperatura del

agua en PLC Logo de Siemens

14.3. Anexo C. Código de Arduino para controlar y usar el sensor DHT-11 para

tomar datos de temperatura y humedad relativa.

Nomenclatura

𝐶𝑝 𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑎 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒

[𝑘𝐽

𝑘𝑔 − 𝐾]

𝜔 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑎 [

𝑘𝑔𝑤

𝑘𝑔𝑎]

𝑇 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 [°𝐶] 𝛼𝑚 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑠𝑎 [

𝑘𝑔

𝑚2 − 𝑠]

�� 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑚á𝑠𝑖𝑐𝑜 [

𝑘𝑔

𝑠]

𝛼ℎ 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 [

𝑊

𝑚2 − 𝐾]

𝐺 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑚á𝑠𝑖𝑐𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 [

𝑘𝑔

𝑠 − 𝑚2] Índices

𝑎𝑡 á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑣𝑒𝑟𝑠𝑎𝑙 𝑇 𝑇é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑜

𝑧 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑡𝑜𝑟𝑟𝑒 [𝑚] 𝑎 𝑎𝑖𝑟𝑒

ℎ 𝐸𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝í𝑎 [

𝑘𝐽

𝑘𝑔]

𝑒 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑙𝑖𝑏𝑟𝑖𝑜

𝑎 á𝑟𝑒𝑎 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑎 [

𝑚2

𝑚3]

𝑣 𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎

Letras griegas 𝜖 𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑖 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎

𝜆 𝑡𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 [𝑔

𝑠] 𝑜 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎

𝛿 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑖𝑧𝑎𝑐𝑖ó𝑛 [

𝑘𝐽

𝑘𝑔]

𝑚 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑


1. Resumen

Este trabajo es la continuación de la tesis presentada por el ingeniero Simón David

García, quien, como proyecto de grado para optar por el título de ingeniero mecánico,

realizó el diseño de un desalinizador solar para producir agua potable para los habitantes

de la alta Guajira. En su trabajo, basado en sistemas existentes, se determinó que la mejor

opción era la desalinización por medio de humidificación y deshumidificación del aire

usando recursos solares para su funcionamiento. Así mismo, presentó la primera iteración

del diseño de este de manera detallada en su funcionamiento y sus costos.

De esta manera, el proyecto se dividió en dos grandes partes: el diseño y

construcción del humidificador y de igual manera, con el deshumidificador que hace parte

del sistema.

El presente documento pretende mostrar este proyecto de grado que se enfocó en

diseñar y construir el humidificador del sistema, donde se pudiera evaluar variables de

rendimiento y funcionamiento como la efectividad de humidificación y la tasa de

evaporación respecto a lo esperado. A lo planteado por Simón en este aspecto del proyecto

se realizaron modificaciones a las condiciones iniciales que serán explicadas

posteriormente.

2. Introducción

Es de amplio conocimiento a nivel mundial la escasez de agua potable que existe

en la tierra actualmente, tan solo el 5% del agua de la tierra es dulce o potable. Dada la

distribución socioeconómica y política del mundo existen quienes pueden tener acceso

prácticamente ilimitado a este preciado fluido, como también existen quienes no tienen

acceso al mismo o resulta complicado obtenerlo. Colombia no es la excepción. En ciudades

como Bogotá solo se necesita pagar la factura y abrir el grifo, sin embargo, en lugares

apartados como la alta Guajira, conseguir un poco de agua para sobrevivir puede resultar

excesivamente difícil.

El sistema propuesto previamente, basado ampliamente en la investigación

realizada por el Dr. Lienhard en el MIT (Massachusets Institute of Technology), funciona

por medio de la humidificación y deshumidificación del aire empleando recursos solares

para su funcionamiento. Durante el desarrollo de este proyecto se ilustrarán varios cambios

realizados al primer diseño previo presentado, fundamentados en una revisión un poco más

detallada de la literatura y las condiciones bajo las cuales se pretende satisfacer la urgente

necesidad de agua en esta zona de Colombia.


Ilustración 1. Sistema de desalinización solar por humidificación-deshumidificación del aire [1]

Este proyecto de grado se enfoca en la zona que se encarga de humidificar el aire

y transportarlo hacia la siguiente cámara donde se deshumidifica y condensa el agua

transportada por ese medio. El objetivo general es diseñar y construir esta parte del sistema,

cuya efectividad es primordial para lograr un funcionamiento eficiente del sistema en

general.

El humidificador consiste en una estructura rectangular de acrílico

(Polimetilmetacrilato) que posee una entrada de aire en la parte inferior, que por medio de

un soplador se hará fluir hacia arriba. Posteriormente, el aire se encuentra con un relleno

especial que hará que el agua calentada, liberada desde la parte superior por medio de una

boquilla de aspersión con patrón cuadrado, entre en contacto con el aire. Esto hace que

aumente la temperatura y baje la humedad relativa del aire, logrando que esta última baje

y así se pueda transportar más agua.

Para lograr el objetivo planteado se realizó un modelo matemático de los fenómenos

que gobiernan el humidificador basado en lo reportado en la literatura, donde se logra

realizar una comparación teórica y experimental exitosa de un humidificador, y así mismo,

un análisis fenomenológico y numérico de las variables que intervienen en el proceso para

llevarlo al punto óptimo de funcionamiento tales como la relación de flujo másico entre agua

y aire, temperaturas de entrada tanto de agua como de aire, entre otros.

Una vez realizado el modelo matemático y un análisis de sensibilidad de las

variables se procedió a diseñar los diversos componentes del humidificador de acuerdo a

los parámetros de trabajo. La realización del diseño presentó numerosas iteraciones hasta

encontrar el que se ajustaba operacionalmente ya que algunos componentes, como el

relleno, presentan condiciones especiales para su correcto funcionamiento. Este diseño

incluyó la selección de las bombas que impulsan el agua, el sistema de control que

interviene en el control de temperatura del agua a la entrada del sistema, la selección de


las dimensiones del relleno de acuerdo con el caudal de agua manejado, el ventilador, entre

otros subcomponentes.

Con el diseño realizado se seleccionaron los componentes y se procedió a construir

el sistema. Una vez construido, se realizaron pruebas variando algunos valores de entrada

como la temperatura para conocer su comportamiento.

Es importante resaltar que del primero diseño presentado en semestres anteriores

se modificó la cantidad de personas a las cuales se espera cubrir y, en consecuencia, el

caudal de agua por persona por día. Esta variable afecta el caudal de agua y por ende del

aire en el humidificador. Otro cambio importante es la ubicación del colector solar, que

inicialmente se consideró para calentar el agua y que ahora se considera para calentar aire.

Esta última modificación se explicará y justificará al detalle posteriormente.

3. Objetivos

3.1. Objetivo general

Diseñar, construir, y caracterizar de manera funcional el humidificador.

3.2. Objetivos específicos

✓ Diseñar el humidificador, junto con los equipos requeridos para su

funcionamiento.

✓ Implementar la instrumentación que permita caracterizar el humidificador.

✓ Comparar la efectividad de humidificar el aire con lo que se obtendría

teóricamente

4. Marco teórico y modelo matemático

4.1. Humidificador

El humidificador, o torre de enfriamiento, es ampliamente usado en el mundo para

sistemas de enfriamiento en diversas industrias con el fin de remover el calor que no se

usa en algún proceso. Para este proyecto de grado el enfoque es diferente. El objetivo

principal para este caso en particular es transferir calor del agua hacia el aire que se

hace pasar a través del relleno poniéndolos en contacto para calentarlo.

Las condiciones que efectúan la transferencia de calor son la diferencia de

temperatura entre el aire del ambiente y el agua y para la transferencia de masa es la

diferencia de presión de vapor de ambos. Merkel fue la primera persona que describió

la transferencia de calor y masa para un enfriamiento evaporativo proponiendo un

modelo matemático. Como él, diversos investigadores han propuesto otros modelos a

partir del planteado por Merkel inicialmente.

Existen distintos tipos de torres de enfriamiento. Los más comunes son los de flujo

cruzado y de contracorriente. Este último es el empleado para el proyecto ya que es en

el cual se da una mayor transferencia de calor.

El modelo matemático empleado fue tomado del trabajo realizado por B. Kiran Naik,

V. Choudhary, P. Muthukumar y C. Somayaji en el marco de la conferencia internacional

sobre el avance reciente en aire acondicionado y refrigeración (RAAR) en noviembre de

2016, en Bhubaneswar, India, donde hicieron una evaluación del rendimiento de una

torre de enfriamiento de contra corriente.


4.2. Modelo matemático del humidificador

Para realizar el modelo matemático se asumen las siguientes condiciones [2]:

• Proceso adiabático de enfriamiento del agua y humidificación del aire.

• Los cambios en las tasas de flujo másico de ambos fluidos son despreciables.

• Las propiedades del agua y el aire del ambiente se asumen constantes respecto a

la temperatura.

• El área de interacción entre el agua y el aire para la transferencia de calor y masa

es igual al área específica del relleno.

Los procesos de transferencia de calor y masa que ocurren entre el aire del ambiente y el

agua se representan esquemáticamente a continuación [2]:

Ilustración 2. Balance de energía y masa en el humidificador [2]

Entonces,

4.3. Balance de energía para el aire

ℎ𝑎 = 𝐶𝑝,𝑎𝑇𝑎 + 𝜔(𝐶𝑝,𝑣𝑇𝑎 + 𝛿)

Derivándola,


𝑑ℎ𝑎 = (𝐶𝑝,𝑎 + 𝜔𝐶𝑝,𝑣)𝑑𝑇𝑎 + 𝑑𝜔(𝐶𝑝,𝑣𝑇𝑎 + 𝛿)

Haciendo el balance de energía en el lado del flujo de aire se tiene que:

𝐺𝑎(ℎ𝑎 + 𝑑ℎ𝑎) − 𝐺𝑎ℎ𝑎 = 𝛼ℎ𝑎𝑡(𝑇𝑤 − 𝑇𝑎)𝑑𝑍 + 𝐺𝑎𝑑𝜔(𝐶𝑝,𝑣𝑇𝑎 + 𝛿)

Combinando las ecuaciones, se tiene que

𝑑𝑇𝑎

𝑑𝑍=

𝛼ℎ𝑎𝑡(𝑇𝑤 − 𝑇𝑎)

𝐺𝑎(𝐶𝑝,𝑎 + 𝜔𝐶𝑝,𝑣)

Esta ecuación se puede integrar

∫𝑑𝑇𝑎

𝑇𝑎 − 𝑇𝑤

𝑇𝑎,𝑜

𝑇𝑎,𝑖

= ∫−𝛼ℎ𝑎𝑡

𝐺𝑎(𝐶𝑝,𝑎 + 𝜔𝐶𝑝,𝑣)

𝑍

0

𝑑𝑍

Lo que resulta en

𝑇𝑎,𝑜 − 𝑇𝑎,𝑖

𝑇𝑤,𝑖 − 𝑇𝑎,𝑖= 1 − exp (

−𝛼ℎ𝑎𝑡𝑧

𝐺𝑎(𝐶𝑝,𝑎 + 𝜔𝐶𝑝,𝑣))

De esta manera, la efectividad térmica en términos de las temperaturas de entrada y salida

es

𝜖𝑇 =𝑇𝑎,𝑜 − 𝑇𝑎,𝑖

𝑇𝑤,𝑖 − 𝑇𝑎,𝑖

Y en términos de la transferencia de calor, la altura y el flujo de aire es

𝜖𝑇 = 1 − exp (−𝛼ℎ𝑎𝑡𝑧

𝐺𝑎(𝐶𝑝,𝑎 + 𝜔𝐶𝑝,𝑣))

De acuerdo con lo anterior, el coeficiente de transferencia de calor es

𝛼ℎ =𝐺𝑎(𝐶𝑝,𝑎 + 𝜔𝐶𝑝,𝑣)

𝑎𝑡𝑧ln

1

1 − 𝜖𝑇

4.4. Balance de masa para el aire

La tasa de transferencia de masa a través de la interface es igual al cambio de la relación

de humedad. La ecuación que lo modela es:

𝐺𝑎𝑑𝜔 = 𝛼𝑚𝑎𝑡(𝜔𝑒 − 𝜔)𝑑𝑍

Integrada es,

∫𝑑𝜔

𝜔𝑒 − 𝜔

𝜔𝑎,𝑜

𝜔𝑎,𝑖

= ∫𝛼𝑚𝑎𝑡

𝐺𝑎

𝑍

0

𝑑𝑍


Que resulta en

𝜔𝑜 − 𝜔𝑖

𝜔𝑒 − 𝜔𝑖= 1 − exp(

−𝛼𝑚𝑎𝑡𝑍

𝐺𝑎)

Así, la efectividad de humidificación en términos de la diferencia de humedad a través del

humidificador es:

𝜖𝑚 =𝜔𝑜 − 𝜔𝑖

𝜔𝑒 − 𝜔𝑖

La efectividad de humidificación en términos del coeficiente de transferencia de masa, la

altura, el área específica del relleno y el flujo de aire es:

𝜖𝑚 = 1 − exp(−𝛼𝑚𝑎𝑡𝑍

𝐺𝑎)

El coeficiente de transferencia de masa es, entonces:

𝛼𝑚 =𝐺𝑎

𝑎𝑡𝑍ln (

1

1 − 𝜖𝑚)

4.5. Balance de energía para el agua

𝐺𝑤(ℎ𝑤 + 𝑑ℎ𝑤) − 𝐺𝑤ℎ𝑤 = 𝛼ℎ𝑎𝑡(𝑇𝑎 − 𝑇𝑤)𝑑𝑍 − 𝐺𝑎𝑑𝜔(𝐶𝑝,𝑣𝑇𝑎 + 𝛿)

La entalpía en el lado del agua está dada por:

𝑑ℎ𝑤 = 𝐶𝑝,𝑤 𝑑𝑇𝑤

Ahora, la tasa de vapor, evaporado desde el agua hacia el aire está dado por:

𝑑𝜆 = 𝐺𝑎𝑑𝜔

Combinando las ecuaciones se tiene que:

𝑑𝑇𝑤

𝑑𝑍=

1

𝐺𝑤𝐶𝑝,𝑤(𝛼ℎ𝑎𝑡(𝑇𝑎 − 𝑇𝑤) − [𝛼𝑚𝑎𝑡(𝜔𝑒 − 𝜔)(𝐶𝑝,𝑣𝑇𝑎 + 𝛿)])

Integrando,

∫ 𝐺𝑤𝐶𝑝,𝑤𝑑𝑇𝑤

𝑇𝑤,𝑜

𝑇𝑤,𝑖

= ∫(𝛼ℎ𝑎𝑡(𝑇𝑎 − 𝑇𝑤) − [𝛼𝑚𝑎𝑡(𝜔𝑒 − 𝜔)(𝐶𝑝,𝑣𝑇𝑎 + 𝛿)])𝑑𝑍

𝑍

0

Después de integrar se obtiene:

𝑇𝑤,𝑜 − 𝑇𝑤,𝑖 =1

𝐺𝑤𝐶𝑝,𝑤(𝛼ℎ𝑎𝑡𝑍(𝑇𝑎,𝑖 − 𝑇𝑤,𝑖) − [𝛼𝑚𝑎𝑡𝑍(𝜔𝑒 − 𝜔𝑎,𝑖)(𝐶𝑝,𝑣𝑇𝑎,𝑖 + 𝛿)])


Para emplear este modelo matemático se usó el software EES ya que requiere de varias

iteraciones hasta encontrar los valores de las variables donde se cumplen las restricciones

implícitas en las ecuaciones. El código usado se encuentra en los anexos del escrito.

Para usar el modelo matemático es necesario partir de las condiciones bajo las

cuales va a trabajar el humidificador y de los parámetros de diseño de acuerdo a lo deseado

en el equipo.

5. Análisis de sensibilidad

A partir del modelo matemático y por medio del software EES se realizaron análisis

de sensibilidad para cada variable con el fin de saber la incidencia que tendría en el

rendimiento del equipo de manera teórica y compararlo con lo reportado en la literatura [3].

De esta manera se validó el modelo matemático usado. Para esto, se programó y se simuló

el comportamiento de cada variable que permitió llegar a conclusiones similares a las

encontradas en la literatura respecto a condiciones como la temperatura de entrada del

aire, la humedad relativa, la temperatura del agua, entre otras. En el anexo 1 se encuentra

el código usado para tal fin.

6. Requerimientos de operación

El número de personas para las cuales se diseñó el equipo es de 10 personas que

consumen diariamente 10 L por día que da un total de 100 L de agua potable que se debe

producir diariamente[4]. Por otra parte, el diseño del equipo permite implementar fácilmente

cambios para aumentar la capacidad de ser necesario.

Basado en esto y asumiendo algunos parámetros que se mencionarán

posteriormente y deben lograrse al final de la construcción del desalinizador, se diseñó el

humidificador.

7. Diseño del humidificador

7.1. Flujos másicos

Partiendo de la necesidad de 100 L de agua potable diariamente se empezó el

diseño. En la literatura se encontró que la tasa de recuperación óptima del

desalinizador es de 0.034, esta tasa de recuperación está dada por [3]:

𝑅𝑅 =��𝑓𝑤

��𝑠𝑤= 0.034

Este es uno de los parámetros que se deben lograr al final de la construcción

del desalinizador. Si se construye bajo las especificaciones dadas en la literatura

debería lograrse un valor cercano o mejor. Dado que no se puede controlar la

temperatura del agua salada y fría que entra al sistema, la única variable que

podemos controlar es la temperatura del agua que se calienta. Lograr la temperatura

recomendada es fundamental. Esta temperatura es de 60°C[5].

De esta manera, el flujo másico de agua salada que se necesita es de


��𝑠𝑤 =��𝑓𝑤

𝑅𝑅=

0.0011𝑘𝑔𝑠

0.034= 0.034

𝑘𝑔

𝑠

Por otro lado, lo recomendado en la literatura es mantener un flujo másico

relativo de 1.5 [6]. Esto quiere decir que la relación entre el flujo másico de agua

salada que entra al sistema y el flujo másico de aire que circula. De allí debe

calcularse el flujo másico de aire que debe incorporarse, entonces:

𝑀𝑅 = 1.5 =��𝑠𝑤

��𝑎→ ��𝑎 = 0.0226

𝑘𝑔

𝑠

7.2. Relleno

Para que ocurra la transferencia de calor y de masa necesaria en el proceso de

humidificación se necesita de una superficie que permita el contacto directo y

relativamente prolongado entre el agua y el aire. Esto se logra por medio de un relleno

que tiene un patrón de cavidades donde esto sucede.

La selección de este relleno se hizo partiendo de lo disponible en la industria. La

empresa Brentwood Industries fabrica torres de enfriamiento y sus partes, que incluyen

los rellenos usados para este tipo de equipos, y que también funcionan para un

humidificador. El relleno que se seleccionó fue el CF1200 [7]. En Colombia, se encontró

que la empresa Comtecol comercializa torres de enfriamiento y sus partes. Allí se

obtuvo este relleno con la ayuda del ingeniero Hernán Romero.

Para diseñar las dimensiones del relleno se partió de un parámetro importante de

funcionamiento que reporta Brentwood ya que de ser inferior se puede deteriorar el

relleno debido a vibraciones inducidas por las gotas de agua [8]. Este relleno posee un

área específica de:

𝑎 = 226𝑚2

𝑚3

El flujo másico por unidad de área que se seleccionó fue:

𝑓𝑠𝑤 = 3𝑘𝑔

𝑠 − 𝑚2

Con este parámetro se tiene que el área de sección transversal que debe tener el

relleno es de

𝑎𝑡 = 0.01 𝑚2.

Teniendo en cuenta que la geometría que posee el relleno, de manera estándar, es

cuadrado se tiene que cada lado del relleno debe medir 10 cm.

Para calcular la altura que debe tener el relleno se usó la relación de Merkel. Según

Brentwood, para la relación de flujo másico establecida el valor de esta relación debe

ser 1.1 y una altura aproximada de 60 cm. Esta dimensión se validó con la fórmula

reportada en la literatura [3], que es:


𝑀𝑒 = 1.1 = 2.049 ∗ 𝑀𝑅−0.779 ∗ 𝑧0.632 → 𝑧 = 60 𝑐𝑚

7.3. Boquilla de aspersión de agua

Como se mencionó anteriormente, el área de sección transversal del relleno es

cuadrado. Por tanto, fue imperativo el uso de una boquilla de aspersión de perfil

cuadrado y cono lleno, ya que la efectividad del humidificador depende mucho de lograr

acaparar la mayor cantidad de área del relleno.

En la industria colombiana no hubo disponibilidad local de este tipo de boquilla. La

única empresa que se encontró que podía suministrarla fue Spraying Systems [9] sin

embargo, su costo era de US$37.34 y tomaba 25 días en llegar al país, condiciones que

dado el corto tiempo para la realización del proyecto y el presupuesto eran inaceptables.

Para resolver este problema se realizó ingeniería inversa a los modelamientos en

3D que brinda esta empresa en su página web de manera libre. Con esto como base

se realizó el diseño en Autodesk Inventor 2019 de la boquilla.

Al diseño de la boquilla se le añadió un propulsor interno que se encarga de convertir

el flujo de agua en gotas, fenómeno fundamental para lograr una transferencia de calor

y masa efectiva en el humidificador.

Una vez diseñado en el software, se imprimió en 3D una boquilla piloto que permitió

ejecutar pruebas para conocer a qué altura se desarrollaba el flujo de tal manera que

se completara el perfil cuadrado y de cono lleno requerido.

Para calibrar la altura a la cual debía ubicarse la boquilla se realizó un CAD con las

dimensiones necesarias y se recortó una lámina con esa geometría con plasma.

Ilustración 3. Modelo en CAD de pieza fabricada para calibrar la boquilla.

Se disparaba el chorro al centro, y con un flexómetro se midió la distancia entre la

base y la boquilla lo que dio la altura requerida. La precisión del método puede no ser

la mejor, sin embargo, los resultados obtenidos fueron consistentes con lo esperado

teniendo en cuenta la base de la cual se partió. La altura a la cual se lograba esto fue

de 8.7 cm. Cuando se calibró esta altura se modificó la boquilla de tal manera que se

pudiera ubicar dentro del humidificador de manera adecuada.

El resultado obtenido de este proceso fue:


Ilustración 4. Modelo en CAD de la boquilla [9]

Ilustración 5. Boquilla impresa en 3D

De esta boquilla, al caracterizarla se obtuvo que a 20 psi aguas arriba de la misma,

el ángulo de aspersión fue de 63°[9]. Teniendo en cuenta el caudal que se iba a manejar,

ya conocido, se calibró para esa condición donde se obtuvo una presión de

aproximadamente 14.5 psi y un ángulo de 60.11°. La boquilla tiene una entrada de 1/8”

con rosca NPT. Los hoyos laterales se introdujeron con el fin de poder ubicar de la

manera más precisa posible la boquilla dentro del humidificador. Allí se ubicaron barras

de aluminio que sostienen la boquilla en la posición determinada.

Fue de gran ayuda el modelamiento del humidificador en CAD para dimensionar

todas las partes y tener una idea más acercada de la apariencia y ubicación de las

piezas dentro del humidificador.

Para imprimir la boquilla en 3D se usó la impresora ubicada en la universidad, que

usa un material similar al ABS. Se realizaron 4 iteraciones del diseño hasta llegar a la

definitiva y se imprimió una adicional como prototipo. A la impresora le tomaba

aproximadamente 1 hora fabricar la pieza. Si se imprime 1 sola boquilla, el costo se

encuentra alrededor de $50.000 COP que equivalen, hoy, a aproximadamente US$16.6.

Sí se imprime un lote más grande, de aproximadamente 100 piezas, pueden costar en

total $20.000 COP que equivalen aproximadamente a US$6, todas, según el técnico

Andrés Salgado del laboratorio de manufactura.

Si se fabricara una a una, ya representa una reducción de aproximadamente 55%

en el costo, sin mencionar la gran disminución en el tiempo de espera para obtenerla.

Esta alternativa resultó muy positiva para resolver un problema que en apariencia

complicaba la ejecución del proyecto por costos y, sobre todo, por tiempo. La

disponibilidad de tecnología de punta en la universidad permitió llegar a una solución


rápida, económica y funcional para el requerimiento de ingeniería que involucró el

proyecto.

7.4. Estructura del humidificador

Teniendo en cuenta las suposiciones que se hacen en el modelo matemático se

seleccionó un material de baja conductividad térmica con el fin de lograr la menor

pérdida de calor por las paredes hacia el exterior e intentar acercarse a tener un equipo

adiabático. Adicionalmente se tuvo en cuenta la facilidad en el ensamblaje de las otras

partes y la posibilidad de adaptación a posibles cambios.

El material seleccionado fue polimetimetacrilato (PMMA), comercialmente conocido

como acrílico. Esencialmente el diseño consistió en la selección del espesor de las

láminas que componen la estructura (6 mm) y la ubicación de los agujeros de acuerdo

a su funcionalidad. Una vez más, fue fundamental el uso del software Autodesk Inventor

2019 para dimensionar y ubicar cada orificio en cada cara. La estructura posee en la

parte inferior 2 topes que limitan la posición del relleno en la zona interna a la altura

donde se diseñó su ubicación.

Las dimensiones fueron determinadas a partir de las condiciones anteriormente

mencionadas. Desde la base a los topes, se usó la dimensión recomendada por

Brentwood para nuestras condiciones. Desde los topes, la dimensión correspondiente

era la altura del relleno. Desde la parte superior del relleno a la cara inferior de la boquilla

se dejó la dimensión que cumplía con la condición para desarrollar el flujo de perfil

cuadrado para el área especificado. El modelamiento de cada pieza en el CAD y su

ensamblaje permitió dimensionar los demás detalles.


Ilustración 6. Modelo en CAD del humidificador

Ilustración 7. Humidificador

8. Ensamblaje e instrumentación

Con el fin de conocer el rendimiento del equipo diseñado al ser construido bajo los

parámetros anteriormente mencionados se implementó un montaje que permitiera

tomar datos pertinentes como la temperatura del aire a la salida, la humedad relativa,

la temperatura del agua al entrar al humidificador, entre otros.

8.1. Flujo de agua

Para circular el agua se seleccionó una bomba que típicamente se usa para expulsar

agua hacia el parabrisas en los carros. Esto, de acuerdo con el caudal y la cabeza que

se estimó teóricamente. Al no encontrarse algún tipo de referencia comercial, hoja de

datos técnicos o algún documento que mostrara la caracterización de la bomba, se

realizó un pequeño montaje que constaba de: tubería flexible de 6 mm, un manómetro

ubicado aguas arriba de la boquilla, y la boquilla instalada a la salida de la tubería con

el fin de conocer la presión.

El caudal se midió tomando un envase con metrología volumétrica y se tomó el

tiempo que tomaba para llegar a determinado volumen, que fue de 2 L. Al tener la

presión y el caudal, se pudo calcular la potencia hidráulica en cada punto de operación.

Para alimentar la bomba, que funciona con corriente directa, se usó una fuente

variable disponible en el laboratorio de fluidos. En esta fuente se puede controlar el

voltaje inducido en la bomba y también leer la corriente que consume la bomba. De esta


manera se calcula la potencia eléctrica y, en consecuencia, la eficiencia de la bomba en

cada punto de operación. Las medidas se tomaron empezando en 8 V, aumentando de

uno en uno, hasta llegar a 13 V. El punto que se escogió para operar fue a 13 V, que

dio la mayor eficiencia y la cabeza más alta.

Gráfica 1. Cabeza y eficiencia vs caudal de la bomba

Gráfica 2. Cabeza vs Voltaje de la bomba

7,0%

7,5%

8,0%

8,5%

9,0%

9,5%

10,0%

10,5%

11,0%

3

4

5

6

7

8

9

1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6

Efic

ien

cia

Cab

eza

(m

)

Caudal [lpm]Cabeza de la bomba Eficiencia

3

4

5

6

7

8

9

8 9 10 11 12 13 14

Cab

eza

(m

)

Voltaje (V)


Gráfica 3. Flujo másico de la bomba vs Voltaje de la bomba

8.2. Flujo de aire

Para este fluido se seleccionó un soplador (blower) de 6 etapas de velocidad

diferentes teniendo en cuenta la pérdida de presión que ocasiona la presión del relleno.

Para saber esto se consultó con el fabricante, que provee la siguiente curva:

0,02

0,025

0,03

0,035

0,04

0,045

8 9 10 11 12 13 14

Flu

jo M

ásic

o [

kg/s

]

Voltaje (V)


Ilustración 8. Caída de presión en el relleno vs velocidad del aire [10]

La velocidad se censó al fluir a través de la estructura del humidificador con un

anemómetro de turbina que se encuentra disponible en el laboratorio de fluidos. Con

estos dos datos se calculó el caudal, y con la densidad, el flujo másico. Lo entregado

por este equipo fue:


Gráfica 4. Velocidad de al aire y flujo másicos vs etapas de velocidad disponibles en el soplador

En la etapa 1 del soplador, y a los 13 V de la bomba se obtuvo el flujo másico relativo

de 1.5 requerido en el diseño.

8.3. Control y sensores

Para calentar el agua y poder poner a prueba el equipo se usó una resistencia de

100 W alrededor de un tubo de cobre. Esta resistencia fue controlada por medio de un

PLC Logo de Siemens, disponible en el laboratorio de fluidos, que a su vez permitió por

medio de los sensores PT100 tomar la temperatura del agua antes de entrar a la

resistencia y posteriormente a la salida de esta. El código implementado, programado

en LogoSoft Comfort V8.0, para realizar esta operación se encuentra en el anexo 2.

Adicionalmente, para censar la temperatura de salida del aire y su humedad relativa

se usó el sensor DHT-11 conectado a un equipo Arduino Uno, que se programó para

tomar datos cada vez que se le diera la orden en el computador de hacerlo. De igual

manera que el PLC, el código usado se encuentra en el anexo 3.

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0

1

2

3

4

5

6

1 2 3 4 5 6

Flu

jo m

ásic

o [

kg/s

]

velo

cid

ad [

m/s

]

EtapaVelocidad Flujo másico


Ilustración 9. Sensor DHT-11 y Arduino

Ilustración 10. PLC Logo Siemens y sensores PT100

9. Montaje

El sistema montado para poder obtener datos consistió en un recipiente donde se

almacena cierta cantidad de agua que se pone en circulación por medio de la bomba.

Esta es movida por corriente eléctrica directa que se provee a través de una fuente

variable. El agua pasa a una resistencia que la calienta y sube por la tubería hasta la

parte superior del humidificador. Allí el agua pasa a través de la boquilla en forma de

gotas. Por otro lado, el aire entra desde la parte inferior, impulsado por el soplador, al

mismo tiempo que el agua entrando en contacto ambos fluidos en contraflujo a través

del relleno.

El montaje resultante es el siguiente:


Ilustración 11. Sistema ensamblado para pruebas.

10. Resultados

Para conocer el rendimiento del equipo es necesario comparar la efectividad de

humidificación que se obtendría teóricamente con las condiciones dadas con la que se

obtuvo, y también conocer la tasa de evaporación.

Adicionalmente, se relacionó la tasa de evaporación con la temperatura de entrada

del agua con el fin de ilustrar la importancia de ella pues esto determina totalmente que

esta tasa aumente y por ende se mejore el transporte de agua por medio del aire.

La efectividad de humidificación que se obtendría teóricamente [2], según el modelo

matemático es:

𝑀𝑒 =𝛼𝑉𝑎

𝑚𝑠𝑤= 1.1

𝛼 =𝑓𝑎

𝑧𝑎∗ 𝑙𝑛 (

1

1 − 𝜖ℎ𝑡𝑒𝑜

)


𝑓𝑎 =𝑚𝑎

𝑎𝑡

𝜖ℎ𝑡𝑒𝑜= 0.81

La efectividad experimental está dada por:

𝜖ℎ𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟=

𝜔𝑎𝑜𝑢𝑡− 𝜔𝑎𝑖𝑛

𝜔𝑒 − 𝜔𝑎𝑖𝑛

El error es:

𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 = 𝜖ℎ𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟

− 𝜖ℎ𝑡𝑒𝑜

𝜖ℎ𝑡𝑒𝑜

∗ 100%

Lo que se obtuvo de esto fue

Gráfica 5. Efectividad de humidificación en cada dato tomado.

Donde el error más alto es de 4.4%.

Por otro lado, la tasa de evaporación se calcula de la siguiente manera:

𝜆 = 𝑚𝑎 (𝜔𝑎𝑜 − 𝜔𝑎𝑖)

Al relacionarla con la temperatura de entrada del agua, lo que se obtuvo fue:

40%

45%

50%

55%

60%

65%

70%

75%

80%

85%

90%

0 2 4 6 8 10

εh

Datos

Efectividad de Humidificación


Gráfica 6. Tasa de evaporación vs Temperatura de entrada del agua

11. Discusión de resultados

En experimentos muy similares documentados en la literatura se encuentra que el

error del cálculo puede ser de hasta 7% [2] [3], y también existen medidas superiores al

valor teórico [6][5]. Por tanto, se puede decir que los datos son aceptables en el marco

de lo esperado y así mismo, son datos estables, lo que muestra un comportamiento

regular del equipo y del fenómeno que se pretende lograr en el humidificador que es

transportar agua a través del aire.

La efectividad de humidificación lograda evidencia que el diseño realizado y la

implementación hecha del mismo en su construcción fueron adecuados y llevados a

cabo de manera exitosa que es el principal objetivo del proyecto de grado lo que abre

el camino para la continuación del proyecto de desalinización.

Por otro lado, la tasa de evaporación es la que muestra qué tanta agua se está

transportando por segundo, que es el interés del desalinizador. Como se puede

observar, entre más alta sea la temperatura de entrada del agua más aumentará esta

tasa. Este fenómeno está ampliamente documentado en la literatura y quienes han

hecho estudios al respecto son enfáticos en resaltar esta condición. Sin embargo, esta

condición tiene un punto óptimo, que se mencionó anteriormente, y es el de llevar la

temperatura del agua a la entrada a 60°C [3] [11] [6].

Cabe resaltar que con el montaje implementado para hacer las pruebas no se logró

llegar a los 60°C. Esto sucedió porque la resistencia no estaba aislada y una parte del

calor se disipó por radiación y convección natural. Bajo estas condiciones el sistema se

estabilizaba a un flujo másico constante en aproximadamente 40°, y por el mismo

montaje, al poner en funcionamiento el sistema como tal se bajaba la temperatura del

agua que se recirculaba al entrar en contacto con el aire que se impulsa al haber

convección forzada sobre la superficie.

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

37,5 38 38,5 39 39,5 40 40,5 41 41,5

λ [g

/s]

Temperatura de entrada del agua [°C]

Tasa de evaporación vs Temperatura de entrada del agua


A pesar de esto, se logró mostrar el fenómeno mencionado anteriormente con el fin

de recalcar en la importancia de aumentar la temperatura al punto ya establecido.

Teniendo en cuenta lo anterior se puede afirmar que el humidificador está habilitado

para acoplarlo al desalinizador.

12. Conclusiones

✓ Se logró diseñar y construir el humidificador con un área específica de 226𝑚2

𝑚3, área

de sección transversal de 0.01 𝑚2, y una altura de 0.6 m en el relleno. Así mismo la

boquilla se caracterizó para desarrollar el perfil de flujo cuadrado de 0.1x0.1 m. Los

flujos másicos logrados experimentalmente fueron ��𝑠𝑤 = 0.042𝑘𝑔

𝑠 𝑦 ��𝑎 = 0.028

𝑘𝑔

𝑠.

✓ El PLC de Siemens permitió medir la temperatura de entrada al humidificador con

el sensor PT100, que evidenció una limitación importante en el montaje. Por otro

lado, el dispositivo Arduino junto con el sensor DHT-11 permitieron medir la

humedad relativa y la temperatura del aire tanto a la entrada como a la salida.

✓ Con los datos obtenidos fue posible estimar la efectividad de humidificación del

equipo, y compararla con el valor teórico esperado (𝜖ℎ𝑡𝑒𝑜= 0.81). También se logró

graficar la tasa de evaporación contra la temperatura de entrada del agua,

mostrando una tendencia a aumentar proporcionalmente, hecho que se menciona y

demuestra ampliamente en la literatura.

13. Trabajos futuros

Teniendo en cuenta los resultados obtenidos y lo que implican se puede afirmar que

en el ámbito del humidificador está concluido el trabajo. Esto permite proceder a trabajar

en el restante de los equipos que son a grandes rasgos el deshumidificador, el colector

solar que calentará el fluido de trabajo y el panel solar que se usará para alimentar los

equipos eléctricos y electrónicos del desalinizador.

Así mismo se propone considerar una modificación que propone el Dr. Lienhard [12]

en uno de sus trabajos más recientes sobre el tema y es ubicar el colector solar de tal

manera que caliente el aire húmedo que sale del humidificador para que de esta manera

en el deshumidificador se transfiera ese calor al agua que ingresa al serpentín del

deshumidificador y así mismo, se condense el agua que llega a través de este aire [6].

Implementar eso puede reducir los costos ya que se requerirá menos área para el

colector comparado con el que se usaría si fuera agua el fluido que se caliente y por

ende se seleccionará un colector más barato. Por otro lado, energéticamente será un

poco más eficiente sin embargo teniendo en cuenta que se usará energía renovable

puede que no sea la ventaja más destacable.

Esta modificación implica que tanto el humidificador como el deshumidificador

tengan una alta efectividad en su tarea ya que la aplicación de esta modificación exige

lograr los puntos más óptimos de operación para que se logren tasas se recuperación

y GOR adecuadas. Debe evaluarse más a fondo la idoneidad de aplicar esta

modificación.


14. Anexos

14.1. Código de EES

"Funciones"

FUNCTION w(T;r)

{$w

This function return the humidity ratio of moist air as a function of temperature and

relative humidity. Atmospheric pressure is assumed.}

w:=HumRat(AirH2O;T=T;r=r;P=101,3 [kPa]);

END

"Aire"

"Balance de energía del aire"

(T_a_out-T_a_in)/(T_w_in-T_a_in)=1-exp((-

h_a*z*a)/(f_a*(cp_a+omega_ao*cp_v)))

"Efectividad térmica"

0,85=(T_a_out-T_a_in)/(T_w_in-T_a_in)

"epsilon_T=0,95"

"Coeficiente de transferencia de calor"

h_a=(f_a*(cp_a+omega_ao*cp_v)/(a*z))*ln(1/(1-epsilon_T))

"Balance de masa del aire"

(omega_ao-omega_ai)/(omega_e-omega_ai)=1-exp((-alpha*z*a)/f_a)

"Efectividad de humidificación"

epsilon_h=(omega_ao-omega_ai)/(omega_e-omega_ai)

alpha=(f_a/(z*a))*ln(1/(1-epsilon_h))

"Agua"

"Balance de energía en el agua"

T_w_out-T_w_in=(1/(f_w*cp_w))*((h_a*a*z*(-T_a_in+T_w_in)-

(alpha*a*z*(omega_e-omega_ai)*(cp_v*T_a_in+delta))))

lambda=(f_a)*(omega_ao-omega_ai) "Pérdida por evaporación"

delta=SW_LatentHeat(T_a_in;0,037)

"Determinación de altura"

Me_R=2,049*(m_dot_rel^(-0,779))*z^0,632 "Relación de Merkel"

Me_R=(alpha*Vol*a)/m_dot_w

Vol=a_t*z

L=0,1

a_t=L^2

Me=1,1 "Relación de Merkel -> Valor calculado a partir de la gráfica provista por el

fabricante."

a=226 [m^2/m^3] "Área específica"


"f_w=1,5 [kg/s-m^2]" "Flujo de agua específico"

f_w=m_dot_w/a_t

f_a=m_dot_a/a_t

"Parámetros asumidos"

m_dot_a=m_dot_w/m_dot_rel

T_a_in=30 [C]

T_w_in=60 [C]

m_dot_rel=1,5

"m_dot_w=0,017 [kg/s] "

omega_ao=w(T_a_out;rh_2)

omega_ai=w(T_a_in;rh_1)

"omega_e=w(T_a_out;rh_3)"

rh_1=1

rh_2=1

cp_a=Cp(AirH2O;T=T_a_in;w=omega_ai;P=101,3 [kPa])*1000

cp_v=Cp(Steam_IAPWS;T=T_a_out;P=101,3 [kPa])*1000

cp_w=Cp(Water;T=T_w_in;P=101,3 [kPa])*1000

"Para selección de bomba y soplador -> Tomar en cuenta estos datos, las

dimensiones de la caja (área) y la velocidad para pérdidas"

Q_w=m_dot_w/rho_w

rho_w=SW_Density(T_w_in;0,037)

Q_w_MH=Q_w*3600

Q_w_LH=Q_w_MH*1000

f_w_MH=f_w*3600

Q_esp_w=f_w_MH/rho_w

Q_esp_w=13,4

Q_a=m_dot_a/1,23

Q_a_MH=Q_a*3600

"Aire"

v_a=Q_a/a_tub

v_a=2

a_tub/2=(pi/4)*d_tub^2

d_tub_inch=d_tub*0,0254

14.2. Código de PLC Logo Siemens en LogoSoft Comfort V8.0


Ilustración 12. Código de control de temperatura en LogoSoft Comfort V8.0 para PLC Siemens

14.3. Código de Arduino para sensor de DHT-11

#include <DHT.h>

#include <DHT_U.h>

// Definimos el pin digital donde se conecta el sensor

#define DHTPIN 2

// Dependiendo del tipo de sensor

#define DHTTYPE DHT11

// Inicializamos el sensor DHT11

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

void setup() {

// put your setup code here, to run once:

// Inicializamos comunicación serie

Serial.begin(9600);

// Comenzamos el sensor DHT

dht.begin();

}


void loop() {

// put your main code here, to run repeatedly:

// Esperamos 5 segundos entre medidas

delay(8000);

// Leemos la humedad relativa

float h = dht.readHumidity();

// Leemos la temperatura en grados centígrados (por defecto)

float t = dht.readTemperature();

// Leemos la temperatura en grados Fahrenheit

float f = dht.readTemperature(true);

// Comprobamos si ha habido algún error en la lectura

if (isnan(h) || isnan(t) || isnan(f)) {

Serial.println("Error obteniendo los datos del sensor DHT11");

return;

}

// Calcular el índice de calor en Fahrenheit

float hif = dht.computeHeatIndex(f, h);

// Calcular el índice de calor en grados centígrados

float hic = dht.computeHeatIndex(t, h, false);

Serial.print("Humedad: ");

Serial.print(h);

Serial.print(" %\t");

Serial.print("Temperatura: ");

Serial.print(t);

Serial.print(" *C ");

Serial.print(f);

Serial.print(" *F\t");

Serial.print("Índice de calor: ");

Serial.print(hic);

Serial.print(" *C ");

Serial.print(hif);

Serial.println(" *F");

}

*Este código está disponible en: https://github.com/adafruit/dht-sensor-library

https://github.com/adafruit/dht-sensor-library


Referencias

[1] G. Prakash Narayan et al., “Status of humidification dehumidification desalination technology.”

[2] B. K. Naik, V. Choudhary, P. Muthukumar, and C. Somayaji, “Performance Assessment of a Counter Flow Cooling Tower - Unique Approach,” Energy Procedia, vol. 109, no. November 2016, pp. 243–252, 2017.

[3] M. H. Sharqawy, M. A. Antar, S. M. Zubair, and A. M. Elbashir, “Optimum thermal design of humidification dehumidification desalination systems,” Desalination, vol. 349, pp. 10–21, 2014.

[4] S. D. García, “Diseño de un desalinizador solar para proveer agua potable a comunidades de la Alta Guajira,” 2017.

[5] S. Yanniotis and K. Xerodemas, “Air humidification for seawater desalination,” Desalination, vol. 158, no. 1–3, pp. 313–319, 2003.

[6] G. P. Narayan, J. H. Lienhard V, and S. M. Zubair, “Entropy generation minimization of combined heat and mass transfer devices,” Int. J. Therm. Sci., vol. 49, no. 10, pp. 2057–2066, 2010.

[7] B. Industries, “CROSS-FLUTED FILM FILL,” 2015.

[8] “S.T.A.R. User Manual - myBrentwood.” [Online]. Available: http://my.brentwoodindustries.com/mybrentwood/star-program/user-manual.php. [Accessed: 11-Dec-2018].

[9] S. Systems, “CAD File Central Full Cone Nozzles - Metric.” [Online]. Available: https://www.spray.com/services/CAD_file_central_full-cone_metric.aspx. [Accessed: 10-Dec-2018].

[10] B. Industries, “Drop Pressures CF 1200,” 2017.

[11] “Cooling Tower Fundamentals,” pp. 133–146, 2011.

[12] S. M. Shalaby, M. A. Bek, and A. E. Kabeel, “Design Recommendations for Humidification-dehumidification Solar Water Desalination Systems,” Energy Procedia, vol. 107, no. September 2016, pp. 270–274, 2017.

diseño y construcción de un humidificador para

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