Estudiante

Escuela de Ingenierías Agrarias

Termodinámica y Termotecnia

Tema 5 TERMODINÁMICA DEL AIRE Y PSICROMETRÍA

0. Introducción. 1. Propiedades termodinámicas del aire. 1.1. Aire saturado. Presión de saturación y temperatura de rocío. 1.2. Índices de humedad. 1.3. Volumen, calor y entalpía húmedos. 1.4. Temperatura de saturación adiabática y de termómetro húmedo. 2. Aparatos psicrométricos. (P)3. Diagramas psicrométricos. (P) 4. Procesos psicrométricos. 4.1. Calentamiento o enfriamiento. 4.2. Humidificación. 4.3. Deshumectación. 4.4. Mezcla adiabática.
(P) = Se desarrollarán en clases prácticas. • Objetivos específicos:

- Conocer y saber calcular las propiedades termodinámicas del aire húmedo. - Definir y aplicar el concepto de temperatura de rocío. - Conocer los principalesíndices de humedad del aire y la relación entre ellos. - Cálculo analítico de las principales propiedades termodinámicas del aire. - Definir y aplicar el concepto de temperatura de saturación adiabática. - Conocer el funcionamiento y manejo de los principales aparatos psicrométricos. - Utilización de diagramas psicrométricos y realización de los cálculos correspondientes. - Conocer las principalesaplicaciones derivadas del estudio de las propiedades termodinámicas del aire.
• Bibliografía recomendada:

* Amigo; “Termotecnia. Aplicaciones Agroindustriales”. Cap. 16. * De Andrés y Aroca ; “Calor y Frío Industrial I”. Caps. 26 y 27. * Moran y Shapiro ; “Fundamentos de termodinámica técnica”. Cap. 12. * Singh y Heldman; “Introducción a la ingeniería de alimentos”. Cap. 10.

A. Mulero

1Termodinámica y Termotecnia

Tema 5: Psicrometría

0. Introducción.

En general, la psicrometría estudia las propiedades termodinámicas de mezclas de gas con vapor. En particular, la mayoría de las aplicaciones se refieren al aire húmedo, considerado como la mezcla de aire seco y vapor de agua. La psicrometría resulta entonces útil en el diseño y análisis de sistemas de almacenamiento yprocesado de alimentos, diseño de equipos de refrigeración, estudio del secado de alimentos, estudios de aire acondicionado y climatización, torres de enfriamiento, y en todos los procesos industriales que exijan un fuerte control del contenido de vapor de agua en el aire. Vamos a ver cómo el estudio termodinámico de un sistema complejo como es el aire, puede realizarse de forma más o menos sencilla.El hombre ha sido capaz de definir importantes conceptos termodinámicos que, por una parte, permiten un desarrollo teórico sencillo y que, por otra, coinciden con las variables que pueden medirse en la práctica. El hombre ha sido capaz también de diseñar y construir aparatos muy sencillos, accesibles a cualquier persona, para la determinación de las propiedades básicas del aire húmedo. También sehan diseñado diagramas apropiados que facilitan enormemente los cálculos y que, además, permiten tener una imagen “visual” del estado termodinámico del aire y su evolución en los procesos que sufre. En este tema comenzaremos por estudiar las principales propiedades termodinámicas del aire, haciendo especial hincapié en el concepto de humedad. Luego indicaremos los principales aparatos utilizadospara medir la humedad. A continuación estudiaremos la forma de utilizar diagramas que faciliten los cálculos. Finalmente estudiaremos diversos procesos psicrométricos útiles en temas posteriores.

1. Propiedades termodinámicas del aire. Como es bien sabido, el aire es una mezcla de varios gases (entre los que destacan el nitrógeno y el oxígeno) a la que denominamos aire seco, más una ciertacantidad de agua en forma de vapor. Generalmente, el rango de presiones y temperaturas de interés para diversas aplicaciones es tan limitado que puede considerarse que tanto el aire seco como el vapor de agua se comportan como gases ideales. Además, se considera que el aire seco se comporta como si fuera un componente puro, por lo que las propiedades del aire húmedo pueden estudiarse en base al...