PSICROMETRIA

Que estudia la psicrometría? Estudia las características de las mezclas Gás-Vapor (Generalmente mezclas aire- vapor de água)

Aire-Vapor de água Definiciones

Definiciones importantes Humedad Atmosférica Presión de Vapor Calor de condensación Humedad específica Humedad absoluta Humedad relativa Temperatura de punto de rocío Altura de agua condensable o precipitable Calor húmedo Volumen húmedo Temperatura de bulbo seco Temperatura de bulbo húmedo Entalpía de mezcla aire-vapor Diagramas de estado

Humedad Atmosférica Definición: Cantidad de vapor de agua que contiene el aire; es la fuente de precipitaciones; influye en los procesos de evapotranspiración y derretimiento de nieves.

Presión de vapor(e) Definición: Presión parcial que ejercen las moléculas de vapor de agua e = P h -P s Ph: Presión de aire húmedo Ps: Presión de aire seco

Presión de Vapor(e) Presión de vapor saturado(e s ): Un determinado volumen de aire a temperatura T puede absorber una cantidad de vapor de agua que es fijo (punto de saturación) e s = 6,11 exp (17,27T/(237,3+T)) T° en °c es en mb.

Presión de vapor(e) Psicrómetro: Es el instrumento utilizado para medir la presión de vapor, consta de dos termómetros idénticos(bulbo seco, bulbo húmedo) Ecuación Psicométrica: e = es-0,66*10³p(T-Tw) (1+1,146*10³Tw) p: Presión Atmosférica (mb) es:Presión de Vapor saturado a temperatura T (mb) e: Presión de Vapor (mb) T y Tw en °c.

Calor de condensación calor latente de vaporizaciónEs el calor que libera el vapor de agua al condensarse. Al bajar la temperatura de una masa de aire húmedo su capacidad de absorber vapor de agua disminuye con lo que el excedente debe condensarse(fte.de pp.) liberando el calor latente de vaporización (600cal/gr). Así mismo di se produce evaporación se requiere de 600cal/gr.

Densidad de aire seco d s = P s /R s T (kg/cm³) Ps:presión(mb) Rs: ctte de gases T: temperatura en k

Densidad de vapor de agua d v = 0,622 e/R s T (kg/cm³) e:presión de vapor(mb) Rs: ctte de gases T: temperatura en k

Densidad de la mezcla de aire seco y vapor de agua d m = d s +d v (kg/cm³) = (1-0,378e/P) P/R s T P:presión de aire seco(mb) e:presión de vapor(mb) Rs: ctte de gases T: temperatura en k El aire húmedo es menos denso que el aire seco a igual temperatura y presión

Humedad específica(he) Definición: masa de vapor de agua por unidad de masa de aire húmedo he = dv/dm = 0,622e/(P-0,378e) he  0,622e/p

Humedad absoluta(Ha) Definición: masa de vapor de agua contenida en un determinado volumen de aire. Ha = 216 e/T

Humedad relativa(Hr) Hr = e/e s 100(%) Hr es inversamente proporcional a la temperatura del aire Los instrumentos que se utilizan para medir la Hr son higrómetro y el higrógrafo y se calibran a través del Psicrómetro.

Temperatura de punto de rocío(Td) Es la temperatura a la que debe enfriarse una masa de aire húmedo para que alcance el punto de saturación, a igual presión y contenido de agua. T, T d e,e s T eses e TdTd T eses e HR T d

Altura de agua condensable o precipitable Definición: lámina de aire que provendría de la condensación total del vapor de agua de una columna de aire húmedo sobre una determinada superficie m p = z 1  z 2 h e  a A dz

Calor Húmedo Capacidad calorífica de uma mezcla aire- vapor de água expresada em base de uma libra de aire totalmente seco. C s = C p( aire ) + Cp (vapor)* Ha

Volumen Húmedo Volumen de uma libra de aire seco más el vapor de água que se encuentra presente en el aire. T °F = (1/29 + Ha/18)

Temperatura de bulbo seco ( TBS ) Temperatura común que siempre se utiliza para los gases expresada em grados Faranheit (°F). Escala celsius, Faranheit (Relativa) Escala Rankine, Kelvin (Absoluta)

Temperatura de bulbo húmedo (T BH ) Temperatura de equilíbrio. Temperatura más baja a la que podemos enfriar um água em uma torre de enfriamento.

Entalpía de Mezcla  H mezcla =  H aire + (Ha)*  H vapor  H mezcla= Entalpia de la mezcla aire-vapor de água ( Btu/lb as)  H aire= Entalpia del aire seco (Btu/lb as) Ha= Humedad absoluta (lb de água/lb as)  H vapor= Entalpia del vapor de água (Btu/lb água) Referencia: Água líquida a 32°F(água), 1 atm de presión; 0°F, 1 atm(aire)

Diagramas de Estado Los diagramas de estado permiten la visualización de las interdependencias de las propiedades termodinámicas y dejan acompanar el proceso de cálculo, sustituyendolo, mismo en algunos casos, particularmente cuando la precisión del formato usado es suficiente. Punto :Variable de estado Línea : Cambio de estado Superfície : Región de estados Inclinación de coordenadas : Dirección de procesos

Diagramas de Estado del Aire Húmedo Autor PresiónTemperatu ra HumedadEntalpía HERTZ abscisaordenadaconstanteparámetro MUELLER constanteabscisaparámetroordenada CARRIER constanteabscisaordenadaparámetro MOLLIER constanteparámetroabscisaordenada

CARTA PSICROMÉTRICA (ASHRAE) Constituye un procedimiento gráfico para representar las relaciones tanto entre los balances de materiales y de energía de mezclas aire-vapor de água, como para la obtención de los mismos. Su estructura consiste en un conjunto de coordenadas para la humedad absoluta(Ha) y la temperatura (TBS), además de los parámetros : Humedad relativa constante Volumen de humedad constante Enfriamento adiabático 100% de humedad relativa

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PROBLEMAS DE APLICACIÓN

Problema 1 Anotar todas las propiedades que se encuentren en la gráfica de humedad para aire húmedo com temperatura de bulbo seco de 40°C y temperatura de bulbo húmedo de 70°F. G=C-F+2 G= Grados de libertad (variables independientes) C= Número de componentes F= Número de fases

Problema 2 Em um horno se calienta aire húmedo a 50°F Y 50%H.R hasta alcanzar uma temperatura de 100°F. Que cantidad de calor debe suministrarse por pie cubico de aire húmedo inicial y cuál es el punto de rocio del aire que se obtiene?

Problema 3 (TALLER 1) Um secador descarga 400 Lb/hr de um producto que contiene 8% de agua, obtenido com uma corriente de alimentación que contiene 1.25 g de agua por gramo de material seco. El aire entra al secador a 212°F de bulbo seco y 100°F de punto de rocio, el aire sale a 128°F de bulbo seco y 60% de humedad relativa. Parte del aire de salida se mezcla com aire nuevo a 70°F y 52% de humedad relativa. Calculese el aire y el calor suministrado al secador, despreciando cualquier pérdida de calor por radiación durante el calentamiento del sólido, em el próprio secador. El calor específico del producto y su temperatura son de 0.18 y 110°F, respectivamente.