ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES DEL AIRE HÚMEDO PSICROMETRIA ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES DEL AIRE HÚMEDO 14 de febrero de 2012

Psicrometría Estudio propiedades del aire húmedo % moles= % Volumen  ¿Por qué el % en volumen coincide con e l% en moles? % moles= % Volumen

Propiedades del aire: GAS IDEAL =R/Ma Volumen especifico 1KJ/kgK **”h” es entalpía específica ( entalpía por unidad de masa).

G.I. El volumen de las moléculas es despreciable Gas ideal T absoluta Volumen especifico T(ºC) A !00ºC, Hva=640Kcal/kg (Aire húmedo) G.I. El volumen de las moléculas es despreciable Ley de Dalton

Propiedades del aire saturado: (Vapor en equilibrio con líquido a T = Tsat; Pv es función de T (W): (**)

Dispositivo para saturación adiabática TEMPERATURAS DEL AIRE a) Temperatura seca  Temperatura ambiente (termómetro a la sombra) b) Temperatura húmeda: b.1. de rocío (dew point): Tr. Es la temperatura hasta la que debe enfriarse el aire para que, sin modificar su humedad absoluta, se inicie la condensación b.2. de saturación adiabática o de bulbo húmedo: TsatTh. Es la que alcanzaría el aire al pasar sobre agua líquida sin aporte externo de energía. En el proceso, el aire se enfría al suministrar calor al agua que se evapora hasta conseguirse la saturación: Dispositivo para saturación adiabática ENTRADA SALIDA

Tabla psicrométrica ASRE-1947

DIAGRAMA PSICROMÉTRICO Humedad relativa Entalpía específica

Diagrama psicrométrico Humedad especifica Temperatura seca

Temperaturas en el diagrama psicrométrico T sat adiabática=Th T seca T rocio = T dew point

REPRESENTACIÓN DE PROCESOS EN DIAGRAMAS PSICROMETRICOS

Calentamiento o enfriamiento sensible (W = cte) (No varía la humedad absoluta; la HR disminuye) (Aumenta la HR) Calor intercambiado con el aire Cal A ● ● F Enf Cambia T, h, Hr

El aire se siente más seco ¿Qué falta o está mal en el enunciado? Son 1800Kgas/s Ejemplo de calentamiento sensible (DT) A partir del diagrama se obtiene: 1 2 Entrada Salida Nota: falta dar el caudal 1800 Kgas/hora, tal y como se ve en la resolución del porblema El aire se siente más seco

Enfriamiento con deshumidificación El aire se satura manteniendo constante W; si sigue enfriando pierde contenido en vapor de agua, y baja W. Hay que extraer calor sensible y calor de cambio de fase Condensación

Enfriamiento con deshumidificación AB C A  D Ejemplo de enfriamiento con deshumidificación Enfriamiento con deshumidificación El estado final está representado por “D”

Cuando no se consigue la saturación se cumple que Enfriamiento y humidificación-Saturación adiabática Cuando no se consigue la saturación se cumple que Tfinal <TC= Tsat

El aire se enfría y casi se satura Ejemplo de enfriamiento por humidificación Especificar las condiciones de entrada y salida de un flujo de aire que entra en un humidificador con Ts=35ºC, Th= 18ºC, suponiendo una eficiencia del 90% ENTRADA: Ts =35ºC Th =18ºC W =0.006 h =52KJ/kg HR =18% SALIDA Ts =19.2ºC Th =18ºC W =0.013 h =52KJ/kg HR=90% El aire se enfría y casi se satura ΔT=TB-TA=17,1ºC ΔW=WB-WA= 0,007

Calentamiento con deshumidificación

HR La tabla psicrométrica cambia con la presión atmosférica (por ello con la altura sobre el nivel del mar)

A M B

A M B M* Se pierde humedad ΔW=WB-WA= 0,002

circulación evaporación TORRES DE VIENTO: Dispositivos para captar los vientos en altura y dirigirlos hacia el interior del edificio a ventilar. circulación evaporación Las torres de viento son dispositivos destinados a captar los vientos en altura, para dirigirlos hacia el interior del edificio a ventilar. La captación funciona por la diferencia de temperatura entre el viento y el aire ambiente interior. El viento, más fresco, más limpio y menos húmedo, debido a la altura a la que es captado, penetra en la torre, descendiendo hasta la planta baja del local. El aire nuevo expulsa al aire interior más caliente y viciado. Si el aire interior fuese más fresco que el viento, la presión impediría la entrada de este en la torre. Durante las estaciones frías, es importante disponer de algún sistema que permita obstruir las bocas de entrada. Con frecuencia, en la arquitectura tradicional, el aire es conducido mediante tuberías interiores o integradas en los propios muros. Las bocas de las torres de viento tienen generalmente forma de embudo, para crear un efecto venturi, y están orientadas hacia los vientos dominantes. Cuando el viento está dirigido hacia un conducto estrecho, la boca se forma con una sección vertical amplia, que va reduciéndose suavemente hasta adquirir la dimensión del conducto interior. En los climas con gran amplitud térmica, la inercia de los materiales que constituyen los conductos, puede refrescar el aire eficazmente. Las torres de viento son utilizadas en Irak, Irán y Egipto, donde se les denomina “Malgaf”. El sistema es mejorado con la suspensión de vasijas de arcilla con agua, en el interior de la torre. Esto permite humidificar el aire seco, o reducir su temperatura por la evaporación del agua, antes de su llegada a los locales. Los cambios de estado del agua, movilizan importantes cantidades de energía. Para evaporar 1 kg de agua, es necesario suministrar 500-600 Kcal. Como esta energía se extrae del local, inevitablemente se producirá una disminución de temperatura. Este mecanismo no es útil en climas húmedos, pues la humedad relativa ya es superior al nivel de confort. Lo contrario ocurre en climas secos, donde este mecanismo permite la ventilación de los espacios interiores, y los problemas generados por las partículas en suspensión relacionadas con la ventilación, disminuyen gracias al incremento de la humedad relativa. En lo concerniente a la captura del aire en altura, las condiciones son las mismas que para las bocas a nivel de cubierta. Se buscará la reducción máxima de pérdidas en los conductos, para ello se utilizarán secciones amplias y homogéneas, y conductos rectilíneos. La captación funciona por la diferencia de temperatura entre el aire exterior y el ambiente interior. El aire exterior más fresco, más limpio y menos húmedo, debido a la altura a la que es captado, penetra en la torre, descendiendo hasta la planta baja, donde se enfría aún más por evaporación de agua. El aire nuevo expulsa, por convección, al aire interior más caliente y viciado.