PROPIEDADES PSICROMETRICAS DEL AIRE (1)

Vista previa del material en texto

PROPIEDADES PSICROMETRICAS DEL AIRE
EL AIRE
NITRÓGENO
78%
OXÍGENO
21%
CO2 HIDROGENO
HELIO, NEÓN, ARGÓN
1%
PSICROMETRIA
“ … es la Ciencia que estudia las Propiedades Termodinámicas del Aire húmedo y el efecto que tiene la humedad sobre los materiales y el confort humano; también estudiamos los Métodos para controlar las propiedades termodinámicas del aire húmedo para sus diferentes aplicaciones…”
PROPIEDADES FUNDAMENTALES DEL AIRE
Temperatura del punto de rocío
Máximo contenido de vapor de agua
Humedad absoluta
Humedad relativa
Relación de humedad
Temperaturas de bulbo seco y bulbo húmedo
Calor sensible y latente del aire
Calor total de aire
Temperatura del punto de rocío
Es la temperatura a la cual el vapor de agua en el aire está saturado.
Máximo contenido de vapor de agua
Se tendrá cuando el vapor de agua ejerza la presión máxima posible en el aire.
Humedad absoluta
Es la masa de vapor de agua por unidad de volumen de aire [lb/ft^3].
Humedad relativa (HR)
Relación de humedad (w)
Es la masa de vapor de agua por unidad de masa de aire seco [gr/lb].
 donde:
= presión parcial del vapor de agua a la T del PR [lb*in^2 abs]
 = presión barométrica [lb*in^2] 
Temperaturas de bulbo seco y húmedo
El psicrómetro de onda consiste en dos termómetros uno para el bulbo seco y otro para el bulbo humedo
PSICRÓMETRO DE ONDA
CALOR TOTAL DE AIRE.
4. 
CALOR TOTAL TRANSFERIDO.
5. 
Calor sensible
Es considerado como la entalpía del aire seco y es una función de la temperatura del BS del aire.
Calor latente
Es considerado como la entalpía del vapor de agua que esta en función de la temperatura del PR.
2. ℎ_𝑙=(𝑚)(𝑤 𝑥 ℎ_𝑤) 
donde:
1. HS = m*0,24*BS [Btu] 
 
m = masa del aire seco en libras
w = relación de humedad en libras por libra
hw = entalpía especificada del vapor de agua del aire, por lo general se considera como la entalpia de vapor de agua saturado (hg) a una T igual a la T del PR del aire, en Btu por libra.
3. 𝑄_𝑙=(𝑚)(ℎ_(𝑙,2)−ℎ_(𝑙,1))
ℎ_(𝑙,1)=(𝑤_1)(ℎ_(𝑤,1)) ℎ_(𝑙,2)=(𝑤_2)(ℎ_(𝑤,2)) 
Calor sensible
Es considerado como la entalpía del aire seco y es una función de la temperatura del BS del aire.
 
1. HS = m*0,24*BS [Btu] 
 
 
 
 
 
Calor total de aire
Es la suma del calor sensible y el calor latente del aire.
Temperatura BH como un índice del calor total
Esto se debe a que para una combinación cualquiera de T de BS y PR, la T del BH del aire puede tener sólo un valor.
APLICACIONES A LA INDUSTRIA
Secado de materiales y alimentos
Ventilación
Reacciones de Combustión
Torres de secado
Humidificación y Deshumidificación
Almacenamiento
Refrigeración
Fermentación de alimentos
Climatización de plantas industriales y laboratorios
CARTA PSICROMÉTRICA
Ejemplo: Supongamos que con un psicrómetro se tomaron las lecturas de las temperaturas de bulbo seco y de bulbo húmedo, siendo éstas de 24ºC y de 17ºC, respectivamente. ¿Cuál será la humedad relativa?
Refiriéndonos a la carta psicrométrica de la figura, encontramos la temperatura de bulbo seco (24ºC) en la escala inferior, y la temperatura de bulbo húmedo (17ºC) en la escala curva del lado izquierdo de la carta. Extendiendo estas dos líneas, se intersectan en el punto "A". A partir de este punto, se puede determinar toda la demás información.
 
La humedad relativa es de 50%. En esa misma muestra de aire, ¿cuál será el punto de rocío? Partiendo del punto "A" y desplazándonos hacia la izquierda en forma horizontal, la línea corta a la escala de temperatura de punto de rocío en 12.6ºC.
¿Cuál será la humedad absoluta? Partiendo nuevamente del punto "A", en forma horizontal, pero hacia la derecha de la carta, la línea intersecta en la escala de humedad absoluta en un valor de 9.35 g/kg de aire seco.
Procesos psicométricos
Mezcla de aire 
  
Masa de la mezcla
mc =ma + mb (1)
 Mezcla adiabática
Hs,c = Hs,a + Hs,b (2)
Luego,
mwc = mwa = mwb (3) 
 
pero como, 
H =m*0,24*T (4)
Entonces
(m*0,24*T)C =( m*0,24*T) a + (m*0,24*T) b
 
 
Ejemplo:
 Veinte libras de aire tienen una T de BS de 80°F y una w=0,010lb/lb son mezclados con 10lb de aire que tienen una T de BS de 95°F y una w=0,020lb/lb. Calcular la T de BS y w de la mezcla.
Solución (por cálculo)
Tc = 85°F y wc = 0,0133lb/lb
Solución (carta psicrométrica)
Calentamiento sensible 
Flujo de aire sobre una superficie caliente (seca) la cual tiene una temperatura superior a la tempera de BS del aire circundante.
La temperatura del BS tiende a ser igual a la de la superficie.
La humedad específica no cambia de valor.
Igual PR.
Temperatura del BH se aumenta.
Cien libras de aire por minuto que tiene temperatura inicial de BS y BH de 59°F y 54°F pasan a través de un serpentín de calentamiento, elevándose la temperatura de BS hasta 89°F. trazar el proceso sobre una carta psicométrica y determinar:
La temperatura del BH final del aire.
El calor sensible transferido en Btu por hora. 
Calor total transferido Btu por hora.
= 43200 Btu/hr 
Enfriamiento y deshumidificación
Se tiene enfriamiento y deshumidificación simultáneamente del aire cuando éste es pasado a través de una superficie de enfriamiento cuya temperatura sea menor a la temperatura del PR del aire de entrada.
Proceso de enfriamiento sensible
Se logra tener enfriamiento sensible del aire haciéndolo pasar a través de una superficie de enfriamiento seca cuya temperatura sea menor a la temperatura del BS del aire pero mayor a la temperatura de PR del aire.
Proceso de enfriamiento sensible
Dos mil libras de aire por hora con temperaturas BS y BH iniciales de 79°F y 65°F respectivamente, son pasados a través de un serpentín de enfriamiento cuya temperatura media efectiva en la superficie es 50°F. Suponiendo que todo el aire está en contacto con la superficie de enfriamiento de modo que el aire sale saturado
EJEMPLO
PROCESOS PSICROMETRICOS:
FACTOR DE DESVIACION DE SERPENTINES
FACTOR DE DESVIACION DE SERPENTINES PARA CALENTAMIENTO SENSIBLE
El factor de desviación es (FDD) La relación entre la cantidad de aire desviado y La cantidad total de aire 
Ejemplo: calcular el factor de desviación del serpentín utilizando la carta psicrométrica, si la temperatura media efectiva en el serpentín de la superficie es de 105°F.
1. 
= Temperatura promedio efectiva en la superficie del serpentín
34,8% FDD
GRACIAS