Propiedades Psicrom Tricas de Gases h Medos

PROPIEDADES PSICROMÉTRICAS DE

GASES HÚMEDOS

Equilibrio del sistema

• La sustancia que se transfiere a través de la interfase en estas operaciones, es el compuesto que constituye la fase liquida pura, la cual difunde como vapor en el inerte gaseoso

• Las características del equilibrio liquido- vapor es de gran importancia

Equilibrio liquido - vapor

0AP

T

0AP

Ecuación de Clausius-Clapeyron

)~~(

~0

LG

A

vvTTdPd

)1()~()(ln

Td

RPd AoA

WW

AA

W

Ao

W

oA

MM

PdPd

~~

lnln

Derivaciones importantes de la Ec. de Clausius-Clapeyron:

Gráficos de sustancias de referencia

PROPIEDADES PSICROMÉTRICAS DE GASES HÚMEDAS

• Humedad relativa Ψ• Humedad absoluta Y´• Temperatura del punto de rocío TR

• Volumen húmedo vH

• Calor húmedo Cs

• Entalpía de mezcla H´• Temperatura de bulbo húmedo Tw

• Temperatura de saturación adiabática Tas

Propiedades psicométricas de gases húmedas

• Humedad relativa Ψ

AdevapordepresiónTfP

Pp

GA

A

A

)(0

0

• Humedad absoluta Y’

B

A

A

A

MM

PPPY 0

0'

• Temperatura del punto de rocío TR

B

A

RA

RA

MM

TPPTPY

)()(

0

0'

• Volumen húmedo vH

PTR

MY

Mv G

ABH )1(

'

• Calor húmedo cS

ABS cYcc '

• Entalpía de mezcla H’

'00

' )( YTTcH GS

•TEMPERATURA DE BULBO HÚMEDO O DEL PROCESO DE TRANSPIRACIÓN DE SUPERFICIES HÚMEDAS Tw

wT

'Y

TG wT

YwwG

w

kh

TTYY

)1()()( ''

B

A

woA

woA

W MM

TPPTP

Y)()('

Caso particular importante: SISTEMA AIRE - AGUA

Para este sistema se puede aproximar a 1 el Nº de Lewis (debido a las propiedades de la mezcla vapor de agua-aire y su aproximación a soluciones diluidas.

SYSY

ckh

ckh

1

Correlaciones de coeficientes de transferencia, a bajas velocidades de transferencia de materia (Ref. Treybal, 3° Ed.)

Caso de cilindros (termómetros de bulbo húmedo) y esferas aislada, para flujo turbulento::

567.0)(r

C

SY PS

Ckh

2.7335.0 eL

LewisdeNPS

Lr

Ce

0

w

S

wG

w cTTYY

)()( ''

ECUACION DE BULBO HÚMEDO PARA EL SISTEMA AIRE-AGUA

Luego:

•Proceso de humidificación adiabática y temperatura de saturación adiabática Tas

2

'2

GTY

1

'1

GTY

L

L

mT

Aplicando el balance de masa y energía al humidificador adiabático, se puede demostrar que:

Cuando el volumen del humidificador es muy grande y por tanto el tiempo de residencia del gas húmedo, las condiciones de salida del aire tienden a un valor crítico dado por la saturación del gas. La temperatura del líquido es prácticamente la del gas de salida. La humedad es la máxima y la temperatura es la mínima.

Este punto de saturación se conoce como “punto de saturación adiabática” y la temperatura se denota cono Tas y se designa como Temperatura de Saturación Adiabática del gas. La humedad del gas en este punto de equilibrio está saturada a Tas Aplicando las ecuaciones anteriores a este punto de equilibrio termodinámico, se tiene:

Definiendo la función desviación de la entalpía respecto a la de saturación a Tas como:

Como D es pequeño frente a H’

as

Un importante resultado de la propiedad psicrométrica “Temperatura de saturación adiabática”

)( '1

'2 YYmm BL

)()( 0'1

'2

'2

'1 TTCYYHH LAL

)()( 0'1

'''1 TTCYYHH asALasas

)()( 0'1

' TTCYYD asALas DHH as ''1

''1 asHH

Por lo tanto, la temperatura de saturación adiabática Tas está dada por:

)()()( ''

as

s

asG

as cTTYY

B

A

asA

asAas M

MTPP

TPY)()(

0

0'

DIAGRAMA PSICROMETRICO DEL SISTEMA AIRE-AGUA