Mezcla de gases ideales. Psicrometría Capitulo VI Aplicaciones de la Termodinámica Mezcla de gases ideales. Psicrometría Ms. Moreno Quispe, Gustavo 1º Haga click en cualquier parte para ver la siguiente diapositiva 2º Presione el botón de acción naranja para volver a la diapositiva agenda

Mezcla de gases ideales Pi Ni ri = -- = -- P NT Ley de Dalton P = PA + PB + PC +...+ Pi P V gas A gas B gas C Fracción molar Ni ri = -- NT Ley de Amagat Pi Ni Vi ri = -- = -- = -- P NT V V = VA + VB + VC +...+ Vi NT = NA + NB + NC +...+ Ni Ley de Gibbs Dalton Las propiedades de una mezcla de gases ideales se pueden calcular a partir de las propiedades de los gases constituyentes mR´m = m1 R´1 + m2 R´2 +...+ mi R´i mhm = m1 h1 + m2 h2 +...+ mi hi mcpm = m1 cp1 + m2 cp2 +...+ mi cpi 1º Haga un click y aparecerá la ley de Dalton 2º Haga otro click y verá la ley de Amagat 3º Haga un tercer click para ver la ley de Gibbs Dalton 4º Haga un cuarto click en cualquier parte para ver la siguiente diapositiva

Aire húmedo Aire seco Vapor de agua Aire húmedo Ra´=287 J/kg k Vapor de agua Rv´=461,5 J/kg k = + Aire húmedo P =Pa + Pv PaV = ma Ra´T PvV = mv Rv´T Temperatura de rocío R Mínima Tª que puede tener el aire húmedo sin que el vapor de agua se condense. A)  > R Aire húmedo no saturado R)  = R Aire húmedo saturado  < R Aire húmedo sobresaturado C Pv s  R A R A 1º Haga un click y aparecerá la definición de temperatura de rocío 2º Haga otro click y verá un diagrama en el que se ve la evolución que sigue el vapor de agua cuando se enfría el aire 3º Haga un tercer click en cualquier parte para ver la siguiente diapositiva

Parámetros característicos Humedad absoluta mv  = -- ma Pv  =0,622 ---- P -Pv kg ----- kg a.s. Humedad relativa Pv  = -- Ps Aire saturado 100  Aire seco 0  Entalpía del aire húmedo H = maha + mvhv h = +  (2501+ 1,82 ) H h = -- = ha+ hv ma hv = 2501+ 1,82  ha = cpa kJ ----- kg a.s. Origen de referencia 0ºC 1 atm 1º Haga un click y aparecerá la definición de humedad absoluta 2º Haga otro click y verá la de humedad relativa 3º Haga un tercer click para ver la entalpía del aire húmedo 4º Haga un cuarto click y aparecerá la definición de grado de humedad 5º Haga un quinto click en cualquier parte para ver la siguiente diapositiva Grado de humedad  φ = -- s humedad absoluta ------------------- humedad de saturación

Técnica de saturación adiabática  Aire no saturado Aire 1 1 2 2 1 2 3 Agua líquida 2 , hf2 C Pv A 2 2 1 R R s Hent = Hsal h1 + ( 2 - 1) hf2 = h2 h1 = cpa 1+ 1 hv1 h2 = cpa 2+ 2 hv2 cpa (2 - 1) + 2 (hv2 – hf2) 1 = --------------------- hv1 – hf1 Psicrómetro 1º Haga un click y aparecerá el balance de entalpía llevado acabo para determinar la humedad absoluta del aire entrante 2º Haga un segundo click y aparecerá la diapositiva “psicrómetro”, aunque también puede presionar el botón de acción naranja que le llevará al mismo sitio

Psicrómetro BS Tª de bulbo seco BS BH BH Tª de bulbo húmedo BS = BH aire saturado BS - BH aire no saturado Mirando en tablas  BS - BH Aire gasa humedecida BS >>> BH (BS - BH) BS > BH (BS - BH)  disminuye  aumenta 1º Haga un primer y un segundo click y aparecerán una serie de características del psicrómetro. 2º Haga un tercer click en cualquier parte para ver la siguiente diapositiva. Psicrómetro normal

Operaciones básicas en el acondicionamiento de aire y otros... Carta psicrométrica Torres de refrigeración Operaciones básicas en el acondicionamiento de aire y otros... Factor de by-pass en un serpentín Acondicionamiento de aire Operaciones básicas en el acondicionamiento de aire Calentamiento y enfriamiento sensible Mezcla adiabática de dos corrientes 1º Diapositiva interactiva. Presione cada uno de los botones de la diapositiva para ver su contenido. 2º Una vez pulsados todos los botones de acción, presione el botón de acción naranja superior para volver a la diapositiva agenda y terminar con la exposición del tema 7. Enfriamiento con deshumidificación Humidificación

Carta psicrométrica  Humedad relativa Entalpía específica 115  Humedad relativa 60  Humedad absoluta kg/kg aire seco 20 0´75 -10 90 65 40 15 Tª bulbo seco ºC 0´85 0´8 0´9 70 50 30 5 -5 35 45 55 25 10 Tª bulbo húmedo ºC Volumen específico m3/kg aire seco Entalpía específica kJ/kg Carta psicrométrica 0.025 0.020 0.015 0.010 Diapositiva sin animaciones, haga click en cualquier parte para volver a la diapositiva interactiva “Operaciones básicas en el acondicionamiento de aire y otros...” 0.005 0.000

Torres de refrigeración . . . mas (h2 – h1) = mAhA - mBhB Balance de energía Torres de refrigeración Aire caliente 2 A . . . mas ( 2 – 1) = mA - mB Balance de materia Agua caliente 1 Aire frío . . mB= mas . mB masa agua fría mB= ---------- kg aire seco Agua fría B 1º Haga click en cualquier parte para ver el balance de materia de la torre de refrigeración. 2º Haga otro click en cualquier parte para ver el balance de energía de la torre de refrigeración. 3º Haga un último click en cualquier parte para regresar a la diapositiva interactiva “Operaciones básicas en el acondicionamiento de aire y otros...” . . mA= mas . mA masa agua caliente mA= ------------ kg aire seco

Factor de by-pass en un serpentín Factor de contacto B.P = --- 2A 1A 12 Factor de by-pass en un serpentín 2 1 . Q  Estado inicial del aire  Estado final del aire A  Punto de rocío del serpentín R  Punto de rocío del aire  BS  1  2 A R  1 2 1º Haga click en cualquier parte para ver la definición de factor de by pass y factor de contacto . 2º Haga un último click en cualquier parte para regresar a la diapositiva interactiva “Operaciones básicas en el acondicionamiento de aire y otros...”

Acondicionamiento de aire Diapositiva sin animaciones, haga click en cualquier parte para volver a la diapositiva interactiva “Operaciones básicas en el acondicionamiento de aire y otros...”

Calentamiento y enfriamiento sensible 1 2 2  1 . Q . . Q = mas (h2 - h1) < 0  BS  1  2 h 1 h 2  1= 2 1 2 Diapositiva sin animaciones, haga click en cualquier parte para volver a la diapositiva interactiva “Operaciones básicas en el acondicionamiento de aire y otros...”

Mezcla adiabática de dos corrientes  3 -  2 ---- = ------  1 -  3 . ma1 ma2 Balance materia Mezcla adiabática de dos corrientes h 3 - h 2  3 -  2 ---- = ------  ------ h 1 - h 3  1 -  3 . ma1 ma2 Balance energía . m1 h1 1 3 . m3 h3 . m2 h2 2  BS  1  2 h 1 h 2  1 1 2 3 h 3 3 2  3 1º Haga click en cualquier parte para ver el balance de energía de la mezcla. 2º Haga otro en cualquier parte para ver el balance de materia de la mezcla. 3º Haga un último click en cualquier parte para regresar a la diapositiva interactiva “Operaciones básicas en el acondicionamiento de aire y otros...”

Enfriamiento con deshumidificación 2-3 Calentamiento . . Qc = mas (h3 – h2) Enfriamiento con deshumidificación 1 2 3 . QE QC 1-2 Deshumidificación . . . QE = mas (h1 – h2) - mas ( 1 –2) hf2  BS h 1 h 2  1 1 2 h 3 3 2,3 1º Haga click en cualquier parte para ver la ecuación del proceso de deshumidificación. 2º Haga otro click en cualquier parte para ver la ecuación del proceso de calentamiento. 3º Haga un último click en cualquier parte para regresar a la diapositiva interactiva “Operaciones básicas en el acondicionamiento de aire y otros...”

Humidificación h 1  h 2 h1 + (2 – 1) hf = h2 agua Tela mojada Enfriamiento evaporativo BS h 1=h 2  1 2 2 1 2´ Humidificación 1 2 BS h 1 h 2  1 2 2 1 Adición de vapor BS h 1 h 2  1 1 2 2 2 1 Inyección de agua líquida 1º Haga hasta tres cliks para ir viendo diferentes formas de aumentar el contenido de humedad del aire 2º Haga un último click en cualquier parte para regresar a la diapositiva interactiva “Operaciones básicas en el acondicionamiento de aire y otros...”