Humidificación Borja Samantha1

^[1] 1. INTRODUCCIÓN[pic 1]

Humidificación

Borja Samantha1

1Escuela Politécnica Nacional, Facultad de Ingeniería Química, Quito, Ecuador

Resumen: La práctica tuvo como objetivo evidenciar la transferencia de masa, mediante la variación del contenido de la humedad en la mezcla aire- vapor de agua, y  la transferencia de calor a través del aumento de la temperatura de bulbo seco y de bulbo húmedo. Además permitió determinar el efecto de las restricciones del flujo del aire en el sistema de humidificación.  El procedimiento se llevó a cabo en la torre de humidificación donde se puso en contacto  aire con agua líquida para que éste gane humedad, se esperó que el sistema llegue al equilibrio y se tomó los datos de las diferentes temperaturas en cada uno de los seis puntos. El proceso se llevó a cabo para el dámper en disposición cerrada, semi abierta y abierta. Con las diferentes temperaturas se calculó la humedad del sistema en la entrada y salida, de esta forma se encontró que el dámper en la disposición cerrada es la que adquiere mayor cantidad de humedad, 0,94%. Las disposiciones semi abierta y abierta adquieren el 0,34% y el 0,49% respectivamente. Además también se encontró que el menor flujo gaseoso 0,01811 (kg aire seco/s) corresponde a la disposición cerrada, pues es el que más restricciones tiene en la entrada del aire y los mayores flujos gaseosos 0,08864 (kg aire seco/s)  0,04545 (kg aire seco/s) se encontraron en las disposiciones semi abierta y abierta respectivamente. Existe una relación inversamente proporcional entre el flujo de aire y la humedad adquirida, pues una misma cantidad de agua puede humidificar de mejor manera una menor cantidad de aire.

Palabras clave: Transferencia de masa, transferencia de calor, humidificación, flujo gaseoso y flujo volumétrico.

Humidification

Abstract: Practice aimed to demonstrate mass transfer, through the variation of the moisture content of the mixture air - water vapor, and the transfer of heat through the increase of the dry-bulb and wet-bulb temperature. In addition permitted to determine the effect of restrictions on the flow of air in the humidification system.  The procedure was carried out in the tower of humidification where contacted air with liquid water so this win moisture, is expected that the system reaches equilibrium and took data from the different temperatures in each of the six points. The process was carry out for the damper closed available, semi open and open. The humidity of the input and output of the system was calculated with different temperatures form we found that the damper in the closed provision is that acquires greater amount of moisture, 0.94%. The semi open and open provisions acquire 0.34% and 0.49% respectively. Also was also found to lower gas flow 0, 01811 (kg dry air / s) corresponds to the closed disposal, it is who has more restrictions in the air inlet and the larger gaseous flows 0, 08864 (kg dry air / s) 0, 04545 (kg dry air / s) are found provisions semi open and open respectively. There is an inversely proportional relationship between the air flow and humidity acquired, as a same amount of water can humidify better a smaller amount of air.

Keywords: Mass transfer, heat transfer, humidification, gas flow and volumetric flow

La humidificación es una operación unitaria que consiste en incrementar la cantidad de vapor (cantidad de humedad) en la corriente de gas. La mezcla más utilizada para los procesos de humidificación es: aire (gas)- agua (vapor). Los procesos de humidificación se pueden dividir en dos tipos según sus procesos: isotérmicos y adiabáticos. En la humidificación isotérmica el agua que se pone en contacto con el aire se encuentra en estado gaseoso; la energía necesaria para que el agua líquida cambie de fase a gaseosa,  es suministrada por el equipo (Rosón ,2013).

Al estar el agua en estado gaseoso, se facilita la mezcla con el aire y provoca que la temperatura se mantenga constante a medida que la humedad aumenta La Figura 1 muestra un diagrama de humidificación isotérmica (Figueroa, 2002).

Figura 1. Proceso de Humidificación Isotérmica

 (Rosón ,2013)

Por otro lado en la humidificación adiabática el agua se pone en contacto con el aire de manera pulverizada pero en estado líquido. La energía para que el agua cambie de fase líquida a gaseosa es tomada del aire caliente, por lo tanto a medida que la humedad aumenta, la temperatura del aire disminuye, pues se enfría (Fernández, 2014). En la Figura 2 se puede observar el diagrama de la humificación adiabática.

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Figura 2.  Procesos Humidificación Adiabática

(Rosón ,2013)

Las propiedades de la mezcla gas- vapor en los procesos de humidificación se encuentran representadas gráficamente en un diagrama denominado “Carta Psicrométrica”, el cual puede ser observado en la Figura 3.

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Figura 3. Carta Psicrométrica de aire-agua a 1 atm

Para la utilización de esta clase de diagrama se debe tener muy claro los conceptos y ubicación de sus componentes principales.

• Temperatura de bulbo seco: Es la temperatura de entrada o de salida que es medida con un termómetro ordinario. Esta temperatura se encuentra en el eje de las abscisas de la carta psicrométrica y se extiende de manera vertical (Sánchez, 2015).
• Temperatura de bulbo húmedo: Es la temperatura que tiene un termómetro ordinario cubierto por un bulbo húmedo cuando el agua se evapora. Esta medida se encuentra en la parte izquierda de la curva de la carta psicrométrica y se extiende de forma diagonal hacia la parte inferior (Sánchez, 2015).
• Temperatura de punto de rocío: Temperatura en la cual la humedad del aire se condensa sobre una superficie. En la carta psicrométrica se ubica en el mismo lugar que la temperatura de bulbo húmedo, pero se extiende horizontalmente (Sánchez, 2015).
• Humedad relativa: Es la cantidad de humedad que posee el aire en relación con la cantidad de humedad que tendría si estuviera saturado. Esta humedad se ubica en las líneas curvas que ascienden hacia la derecha en la carta psicrométrica (Figueroa, 2002).
• Humedad absoluta: Es el peso que tiene el vapor de agua en un kilogramo de aire seco y se ubica en el eje derecho de las ordenadas en el diagrama de la carta psicrométrica (Figueroa, 2002).

2. METODOLOGÍA

Se procedió a encender el equipo de humidificación y se llenó con agua el tubo de abastecimiento de la torre. Se ubicó el dámper en la disposición inicial, que era cerrada, y se procedió a esperar que el sistema llegue al equilibrio para poder tomar los datos de temperaturas de entrada y salida del aire tanto de bulbo seco como de bulbo húmedo y las temperaturas de entrada y de salida del agua. Luego se realizó el mismo procedimiento cambiando la disposición del dámper a semi abierto y finalmente a la disposición de dámper abierto, para observar el cambio en las variables de presión y temperatura del sistema.

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