Mezclas de gas-vapor y acondicionamiento de aire CAPÍTULO 13 Mezclas de gas-vapor y acondicionamiento de aire

13-1 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 13-1 El Cp del aire se puede suponer constante a 1.005 kJ/(kg · °C) en el rango de temperatura de –10 a 50°C con un error inferior al 0.2 por ciento. AIRE SECO

Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S. A. de C Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 13-2 A temperaturas inferiorees a 50C, las h = líneas constantes coinciden con las T = líneas constantes en la región de vapor supercaliente de agua. 13-2

AIRE aire seco aire no saturado aire saturado 13-3 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 13-4 Para el aire saturado, la presión de vapor es igual a la presión de saturación del agua. AIRE aire seco aire no saturado aire saturado

AIRE Humedad específica: aire seco Humedad relativa: máx 13-4 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 13-5 La humedad específica es la cantidad real de vapor de agua en 1 kg de aire seco, mientras que la humedad relativa es la razón de la cantidad real de humedad en el aire a la cantidad máxima que el aire puede contener a la temperatura que tenga. AIRE máx aire seco Humedad específica: Humedad relativa:

de aire seco Aire seco Humedad aire seco 13-5 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 13-6 La entalpía del aire húmedo (atmosférico) se expresa por unidad de masa de aire seco, no por unidad de masa de aire húmedo. Aire seco de aire seco Humedad aire seco

Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S. A. de C Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 13-8 Enfriamiento a presión constante del aire húmedo, y la temperatura del punto de rocío en el diagrama T-s del agua. 13-6

Agua líquida Aire no Aire saturado 13-7 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 13-11 El proceso de saturación adiabática y su representación en un diagrama T-s del agua. Agua líquida Aire no saturado Aire saturado Agua líquida a T2 Temperatura de saturación adiabática de punto de rocío

FIGURA 13-12 Arreglo simple para medir la temperatura de bulbo húmedo 13-8 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 13-12 Arreglo simple para medir la temperatura de bulbo húmedo Termómetro ordinario Temperatura de bulbo húmedo Flujo de aire Mecha Agua líquida

Línea de saturación ф = 100% 13-9 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 13-14 Esquema para una gráfica psicrométrica. Línea de saturación ф = 100% Temperatura de bulbo seco Humedad específica, 

Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S. A. de C Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 13-15 Para el aire saturado, las temperaturas de bulbo seco, húmedo y del punto de rocío son idénticas. Línea de saturación 13-10

Humidificación Calentamiento y Enfriamiento Calentamiento 13-11 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 13-20 Distintos procesos de acondicionamiento de aire. Enfriamiento Humidificación Calentamiento Deshumidificación Enfriamiento y deshumidificación Calentamiento y

Serpentines de calentamiento Aire Calor 13-12 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 13-21 Durante el calentamiento simple la humedad específica permanece constante, pero la relativa disminuye. Serpentines de calentamiento Aire Calor

 = constante Enfriamiento 13-13 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 13-22 Durante el enfriamiento simple la humedad específica permanece constante, pero la relativa aumenta.  = constante Enfriamiento

Sección de calentamiento Aire humidificación Serpentines de 13-14 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 13-23 Calentamiento de la humidificación. Sección de calentamiento Aire humidificación Serpentines de Humidificador

FIGURA 13-24 Gráfica esquemática y psicrométrica para el Ejemplo 13–5. 13-15 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 13-24 Gráfica esquemática y psicrométrica para el Ejemplo 13–5. Serpentines de calentamiento Humidificador AIRE

Serpentines de enfriamiento 13-16 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 13-25 Gráfica esquemática y psicrométrica para el Ejemplo 13-6. Serpentines de enfriamiento Remoción del condensado Condensado AIRE

FIGURA 13-27 Enfriamiento vaporizador. 13-17 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 13-27 Enfriamiento vaporizador. AIRE CALIENTE Y SECO AIRE FRÍO Y HÚMEDO Agua líquida

13-18 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 13-29 Cuando se mezclan adiabáticamente dos corrientes de aire en estados 1 y 2, el estado de la mezcla se encuentra en la línea recta que conecta los dos estados. Sección de mezcla

SALIDA DE AIRE AGUA VENTILADOR CALIENTE ENTRADA DE AIRE FRÍA 13-19 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 13-31 Torre de enfriamiento de contraflujo de arrastre inducido. SALIDA DE AIRE ENTRADA DE AIRE AGUA CALIENTE FRÍA VENTILADOR

FIGURA 13-33 Laguna de rocío. Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 13-33 Laguna de rocío. Crédito de la fotografía: Yunus Çengel 13-20