humidificacion y secado

IQ 209  Procesos de  Separación
UNIDAD 5.­ Humidificación y Secado
5.1 Humidificación
5.1.1 Conceptos Básicos y Definiciones
1. Humidificación.­ Se refiere a la transformación de agua desde una fase líquida hacia una 
mezcla gaseosa consistente de aire y vapor de agua. Deshumidificación, es el proceso 
inverso: vapor de agua de la fase gas a la fase líquida.2. Estados Físicos.­ Tres estados físicos del agua:

Línea AB: Coexisten el líquido y el 
vapor
Línea AC: Hielo sólido y líquido 
coexisten
Línea AD: Hielo sólido y vapor 
coexisten
Punto A: Punto Triple: Coexisten 
sólido­líquido­vapor

3. Humedad Absoluta.­ Se identifica con la letra H y se define para una mezcla de aire­
vapor de agua, como los kilogramos de vapor de agua por kilogramos de aire seco:
H=kg   H 2 O  (vapor)
kg   Aire  Seco

La definición de anterior se expresa en función de presiones

H=

PA
P − PA

PA= Presión parcial del vapor de agua en 
el aire
P= Presión total

H=

kg  H 2 O
PA kg  mol  H 2 O 18.02 kg H 2 O
kg mol Aire
18.02 PA
=
×
×
=
kg  AireSeco P − PA kg  molAire
kg mol H 2 O
28.97 kg  Aire 28.97 P − PA
 
(1)4. Aire Saturado.­ Aquel en el cual el vapor de H2O dentro del aire se encuentra en 
equilibrio con el agua líquida a T y P dadas.
En esta mezcla:

PA = PAS

Donde PAS =  Presión de vapor del agua pura a la temperatura establecida
Podemos entonces definir una humedad de saturación HS como:

HS =

18.02 PAS
28.97 P − PAS

 (2)
5. Porcentaje de humedad.­ Se define como la humedad real del aire (H), dividida por la humedad de saturación HS y expresada en porcentaje:
HP =

H
 ×100
 
HS

 (3)

6. Humedad relativa.­ Es la cantidad de saturación de una mezcla aire­vapor de agua, 
también expresada en %:

HR =

PA
×100
PAS

 (4)

Cuando se tiene aire saturado HR = 100%  = H (absoluta)
7. Punto de rocío.­ Temperatura a la cual una mezcla de aire­vapor de agua se encuentra 
saturada.8. Calor húmedo de una mezcla de aire­ vapor de agua.­ Es la cantidad de calor 
requerida para elevar la temperatura en 1° C (o un °K)  1 kg de mezcla aire­vapor de agua. 
Se expresa por CS y se calcula como:



kJ
C S   (o Q S ) en 
 kg  AireSeco  × °  =1.005 +1.88H
   K 



(5)

   (Sistema 
Internacional)

     

BTU


C S   (o Q S )  en 
 = 0.24 + 0.45  H       (Sistema Inglés)
 lbm AireSeco ×°F 
(6)

9. Volumen húmedo de mezcla aire­vapor de H2O.­ Es el volumen total (en m3/kg aire 
seco) de 1 kg de aire seco más el volumen ocupado por el vapor de agua a 1 atm y a la 
temperatura del gas. Se expresa como vH:


m3
v H  en 
   −3
10 −3 H)] T °K
 kg AireSeco  =[2.83  × 10 +4.56 ×
  



 (7)
Viene de la ley de gas ideal
=

22.91
1
1

T (°K )
+
H
273
 28.97 18.02


En sistema inglés:


pies 3
v H  
 lb   Aire Seco   = [0.0252 + 0.0405 H]  T (°R)
   
 m


9.1 Para una mezcla saturada

H = HS      y

 vH = vHS → volumen saturado  

 (8)

10. Entalpía total de una mezcla aire­vapor­H2O.­ Es la entalpía correspondiente a 1 kg de aire más su vapor de agua. Se expresa en kJ/kg aire seco. Se expresa como Hy  a una 
temperatura de referencia seleccionada To .  Hy es la suma del calor sensible de la mezcla 
aire­vapor H2O mas el calor latente (λo) del vapor de agua a To. Es decir:


kJ
H y  en 
 
  
 kg  Aire  Seco  = C S (T −To ) + λo H =[1.005 +1.88  H ] (T −To )  + Hλ o




 (9)11. Temperatura de bulbo húmedo de saturación adiabática.­ Se representa por TS  y  es 
aquella temperatura que se obtiene en estado estacionario cuando se pone en contacto una 
gran cantidad de agua líquida en forma de rocío con un gas de entrada, como se muestra en 
el siguiente diagrama:. 

Si hacemos un balance de calor para la mezcla gaseosa en estado estacionario, tomando 
como temperatura de referencia To  =Ts, entonces:...