Psicometria. ¿Cuál es la diferencia entre un vapor y un gas?
Enviado por Jonathan LS • 20 de Febrero de 2019 • Apuntes • 1.747 Palabras (7 Páginas) • 92 Visitas
PSICOMETRIA
Es la ciencia que estudia las propiedades termodinámicas del aire húmedo y el efecto de la humedad del aire atmosférico. Tomando en cuenta que la humedad la presencia de vapor en el aire.
¿Cuál es la diferencia entre un vapor y un gas?
Un vapor está en sus condiciones de saturación, mientras que un gas es un vapor sobrecalentado muy lejos de su temperatura de saturación.
Humedad Relativa (hr %)
Expresa la cantidad de humedad en una muestra de aire a una temperatura T comparada con la humedad que tendría el aire estando completamente saturado a la misma temperatura. (Relación de fracción mol de vapor de aire presente comparado con mol de vapor de aire saturado). El 100% de humedad relativa indica aire saturado (el aire no puede mantener más vapor de agua), y 0% de humedad relativa indica aire seco.
[pic 1]
[pic 2]
Dónde:
= humedad relativa (%)[pic 3]
= presión de vapor (kPa)[pic 4]
= presión de saturación (kPa)[pic 5]
Humedad Absoluta (ha)
Peso del vapor de agua por unidad de volumen. La humedad relativa es una comparación con la humedad absoluta a la misma temperatura, si el vapor de agua está saturado.
[pic 6]
Dónde:
= humedad específica[pic 7]
= kilogramos de vapor de agua[pic 8]
Kilogramos de aire seco[pic 9]
Humedad Específica
Se mide en (g humedad/Kg aire seco) es la cantidad de humedad en peso que se requiere para saturar un Kg de aire seco.
[pic 10]
Dónde:
= humedad específica[pic 11]
= kilogramos de vapor de agua[pic 12]
Kilogramos de aire seco[pic 13]
Porcentaje de Saturación
[pic 14]
Punto de Rocío
Es la temperatura debajo de la cual el vapor de agua en el aire comienza a condensarse. (100% humedad).
TBS: es una indicación del calor sensible contenido en una substancia.
TBH: es usada como una medición del contenido de agua en la humedad del aire. Si el aire es saturado (100% de humedad relativa), no se evaporará agua del trapo y la temperatura de bulbo húmedo se igualará a la temperatura de bulbo seco.
CARTA PSICOMÉTRICA
Es utilizada para determinar la variación de las propiedades termodinámicas del aire, al variar la humedad en el aire.
¿Cuándo o en qué condiciones la temperatura de bulbo húmedo y el punto de roció son iguales?
En condiciones de saturación, cuando Hr=100%.
Temperatura de Bulbo Seco | [pic 15] | Humedad Absoluta (g H2O/Kg aire seco) | [pic 16] |
Temperatura de Bulbo Húmedo | [pic 17] | Entalpia (KJ/Kg aire seco) | [pic 18] |
Temperatura de Punto de Rocío | [pic 19] | Volumen (m3/kg aire seco) | [pic 20] |
Humedad Relativa (%) | [pic 21] | Procesos | [pic 22] |
♣ Proceso de enfriamiento o calor sensible se muestra como una línea horizontal en la carta. La relación de humedad y el punto de rocío están constantes en este proceso.
♣ Proceso de enfriamiento o calor latente se muestra como una línea vertical. La temperatura de bulbo seco es constante en este proceso.
♣ Un proceso enfriamiento/des-humidificación se representa como una línea que va de abajo a la izquierda. Este proceso teóricamente se movería horizontalmente a la izquierda hasta que el punto de rocío es alcanzado, y entonces se sigue la línea de saturación hasta el punto final. El proceso actual es más exactamente representado por una línea curva que se mueve abajo y a la izquierda. Esto es debido al proceso de mezcla de algunas partes de la corriente de aire que han alcanzado el punto de rocío con otras partes que se siguen enfriando sensiblemente.
♣ Un proceso calentamiento/des humidificación se representa por una línea que crece y se mueve a la derecha.
EJEMPLO
Como ejemplo se tomara la primera temperatura de 5̊°C, en la cual al ingresar datos se obtiene:
La presión de Saturación se obtiene en bares, por lo tanto se realiza la conversión a Kilo pascales:
[pic 23]
Esa conversión se realiza para los datos obtenidos, en un rango de temperaturas de 5°C a 60°C. Así mismo, se obtiene el valor de la entalpia de saturación
[pic 24]
Para determinar la entalpia del sistema se utiliza la ecuación:
[pic 25]
[pic 26]
Dónde:
= Entalpía del sistema (kJ/kg)[pic 27]
= Entalpía de aire seco (kJ/kg)[pic 28]
= Entalpía de vapor de agua (kJ/kg)[pic 29]
= masa de aire seco (kg)[pic 30]
= masa de vapor de agua (kg)[pic 31]
Para las líneas de entalpia se utiliza la siguiente formula, la cual se expresa por unidad de masa de aire seco, por lo cual se divide dentro de la masa de aire, obteniendo:
[pic 32]
Sustituyendo la relación de masas por la humedad específica:
[pic 33]
Dónde la entalpía del aire se define como:
[pic 34]
Dónde:
= capacidad calorífica del aire (kJ/kg·K)[pic 35]
= temperatura (°C)[pic 36]
Para determinar la entalpia del agua, se utiliza el modelo de las tablas de daros termodinámicos:
[pic 37]
[pic 38]
Para el volumen húmedo se utiliza la ecuación:
[pic 39]
Dónde:
= volumen húmedo (m³/kg de aire seco)[pic 40]
= peso molecular de aire[pic 41]
= peso molecular de agua[pic 42]
= constante de gases (8.314J/mol·K)[pic 43]
Sustituyendo R = r/M, se obtiene:
[pic 44]
Dónde:
= constante de gas ideal para aire (J/kg·K)[pic 45]
...