Punto De Rocio

Simposio de Metrología 2008

Santiago de Querétaro, México, 22 al 24 de Octubre

Cálculo de la Temperatura de Punto de Rocío a Diferentes Valores de Presión
Enrique Martines L., Leonel Lira C. Centro Nacional de Metrología km 4,5 Carretera a Los Cués, 76246, Querétaro, México. emartine@cenam.mx RESUMEN
La temperatura a la que se condensa (o solidifica) el vapor de agua en una muestra de gasa un valor de presión se le llama temperatura de punto de rocío (o de escarcha) y su valor depende de la presión del gas. El incremento en la presión del gas incrementa el valor de la temperatura de punto de rocío. Una muestra de gas con una temperatura de punto de rocío de 0 °C y una presión de 70 kPa, incrementa su temperatura de punto de rocío a 1,85 ºC cuando se incrementa la presión a 80kPa. Se describen las ecuaciones para realizar el cálculo de la temperatura de rocío diferentes valores de presión. La aplicación de las ecuaciones requiere de conocer la temperatura inicial de punto de rocío o escarcha y la presión a la que se requiere hacer la extrapolación.

1. INTRODUCCIÓN La temperatura de punto de rocío o escarcha se usa para expresar el contenido de vapor de agua en un gas oen el ambiente. Dado que la temperatura de punto de rocío depende de la presión del gas, la manera correcta de expresar un resultado de una medición en temperatura de punto de rocío, debe incluir el valor de la presión a la que se mide. La razón de cambio de la temperatura de rocío como función de la presión es aproximadamente 0,19 ºC/kPa. Si se considera que la variación de la presiónatmosférica, en un día promedio es 500 Pa, entonces este cambio de presión produciría un cambio de 0,1 ºC. Tal cambio es relevante si se considera que la temperatura de punto de rocío puede medirse con una incertidumbre de hasta ± 0,05 ºC. Existen aplicaciones, por ejemplo en la industria de gas natural, donde el contenido de humedad se mide a ciertas condiciones de temperatura y presión y posteriormente serequiere su valor a otras condiciones (condiciones base de temperatura y presión) establecidas por el comprador. Otra aplicación donde se requiere calcular la temperatura de punto de rocío a distintos valores de presión es el diseño de sistemas de generación de humedad, los cuales requieren condiciones iniciales (de temperatura de punto de rocío y presión), y posteriormente conocer su valor pormedio de un cálculo, a otros valores de presión.

En este trabajo se describen las ecuaciones para calcular el valor de la temperatura de punto de rocío (Td) a una presión P, si se conoce su valor (Td0) a una presión P0, ambos medidos experimentalmente. También se presenta la propagación de la incertidumbre para los valores obtenidos en el cálculo. 2. RELACIÓN ENTRE LA TEMPERATURA DE PUNTO DEROCÍO O ESCARCHA Y LA PRESIÓN 2.1. Temperatura de Punto de Rocío o Escarcha La temperatura de punto de rocío Td (o escarcha Tf) es aquella temperatura a la cual el vapor de agua presente en una mezcla de gases se condensa (o solidifica) cuando la mezcla se enfría a presión constante. La definición anterior establece dos condiciones necesarias para la determinación de Td o Tf: a) la temperatura sealcanza cuando se presenta un cambio de fase del vapor de agua a líquido (o a sólido), y b) el enfriamiento se lleva a cabo a presión constante. En la Fig. 1 se muestra el diagrama de fases del agua y se indican las tres líneas o curvas que describen los cambios de fase líquido-vapor, líquidosólido y sólido-vapor. Las tres curvas se cruzan en el punto triple. Si un gas está a una temperatura y presiónindicadas por el punto A en el diagrama, cuando el gas se enfría a presión constante hasta alcanzar la línea de coexistencia líquido-vapor, en el punto B aparece el primer condensado en la muestra de gas, el valor de la temperatura en el punto B es el punto de rocío Td.

Centro Nacional de Metrología

SM2008-M117-1098-1

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