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Termodinámica Aplicada Ingeniería Química

TEMA 10. PSICROMETRÍA

TEMA 10: PSICROMETRÍA
• INTRODUCCIÓN • PROPIEDADES BÁSICAS DEL SISTEMA AIRE-VAPOR DE AGUA • Relativas a la composición • Propiedades térmicas • Temperaturas • DIAGRAMA PSICROMÉTRICO • PROCESOS PSICROMÉTRICOS • Calentamiento y enfriamiento simples • Calentamiento con humidificación • Enfriamiento con deshumidificación •Enfriamiento evaporativo • Mezcla adiabática de dos corrientes • Torres de enfriamiento • Ejemplo práctico
Termodinámica Aplicada Tema 10. Psicrometría

TEMA 10: PSICOMETRÍA
• INTRODUCCIÓN • PROPIEDADES BÁSICAS DEL SISTEMA AIRE-VAPOR DE AGUA • Relativas a la composición • Propiedades térmicas • Temperaturas • DIAGRAMA PSICROMETRÍCO • PROCESOS PSICROMÉTRICOS • Calentamiento y enfriamiento simples •Calentamiento con humidificación • Enfriamiento con deshumidificación • Enfriamiento evaporativo • Mezcla adiabática de dos corrientes • Torres de enfriamiento • Ejemplo práctico
Termodinámica Aplicada Tema 10. Psicrometría

Introducción

• PSICROMETRÍA: estudio de las propiedades termodinámicas de sistemas Gas permanente – vapor condensado (N2 - CH3OH) • Sistema clásico: aire seco (O2 + N2)– vapor de agua • Equilibrio L-V simplificado • Condiciones ambientales aire húmedo se comporta como mezcla de gases ideales (volatilidades diferentes) • Fenómenos de transferencia de materia + transferencia de calor • DIAGRAMA PSICROMÉTRICO: Representación gráfica de dichas propiedades • Aplicaciones: • Enfriamiento de agua con aire (torres de enfriamiento) • Acondicionamiento de aire(humidificación/deshumidificación) • Secado
Termodinámica Aplicada Tema 10. Psicrometría

Definiciones útiles

AIRE HÚMEDO Mezcla de aire seco y agua en estado gaseoso (vapor). El contenido de agua puede ir desde composición cero (aire seco) a saturación (aire saturado). Es conveniente tratar al aire como una mezcla de vapor de agua y de aire seco, porque la composición del aire seco permanecerelativamente constante SATURACIÓN Se produce cuando la presión parcial del agua en la mezcla se iguala a la presión de vapor (Psat) del agua a esa temperatura

Termodinámica Aplicada

Tema 10. Psicrometría

TEMA 10: Psicrometría
• INTRODUCCIÓN • PROPIEDADES BÁSICAS DEL SISTEMA AIRE-VAPOR DE AGUA • Relativas a la composición • Propiedades térmicas • Temperaturas • DIAGRAMA PSICROMÉTRICO •PROCESOS PSICROMÉTRICOS • Calentamiento y enfriamiento simples • Calentamiento con humidificación • Enfriamiento con deshumidificación • Enfriamiento evaporativo • Mezcla adiabática de dos corrientes • Torres de enfriamiento • Ejemplo práctico
Termodinámica Aplicada Tema 10. Psicrometría

Propiedades relativas a la composición
HUMEDAD ABSOLUTA Cociente entre la masa de agua y la masa de aire seco.Es una composición en exento (referida al componente que no se transfiere)

Y=

mV mG

m n MV PV MV Y= V = V = mG nG M G PT PV M G

Y = 0.622

nV nG

HUMEDAD DE SATURACIÓN Varía entre 0 (aire seco) e Ysat. Ysat distinta para cada P y T

PV0 (T ) YS = 0.622 PT PV0 (T )

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Tema 10. Psicrometría

Propiedades relativas a la composición
HUMEDAD RELATIVARelación presión parcial de vapor y la presión del vapor a saturación. Varía entre 0 y 1

=

PV PV0

HUMEDAD PORCENTUAL Poco empleada. Varía entre 0 y 1

YP =

Y YS

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Tema 10. Psicrometría

Propiedades térmicas del aire húmedo
PRESIÓN DE VAPOR Ecuación de Antoine T (K), P (mm Hg)
Ln ( PV0 ) = 18.304 3816.4 T 46.130

Ecuación de Wagner T (K), P (Pa)

P 0 = Exp72.550 V

7206.7 T

7.1385 Ln (T ) + 0.4046·10 5 T 2

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Tema 10. Psicrometría

Propiedades térmicas del aire húmedo
CALOR ESPECÍFICO Energía necesaria para aumentar 1ºC la temperatura de un aire húmedo por kg de aire seco Las propiedades específicas están referidas al aire seco

C = CG + CV Y
Gas Vapor

Si Y = 0

C = CG

AIRE SECO

Para aire-agua en...