Psicrometria

PRACTICA Nº1

TEMA : PSICROMETRIA

I OBJETIVO :

1.1 OBJETIVOS GENERALES:

Reconocer los aspectos fundamentales del estudio de las propiedades termodinámicas de psicometría , presencia de humedad en el aire u otros gases.

1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS:

• Determinar la humedad relativa presente en una mezcla, en la atmósfera, a condiciones normales mediante un psicrómetro de bulbo seco y bulbo húmedo.

• Reconocer valores de estado como punto de rocío, punto de escarcha, humedad relativa, humedad absoluta y presiones parciales.

• Leer correctamente Diagramas psicrométricos.

II TIEMPO : 3 horas

III FUNDAMENTO TEORICO :

PUNTO DE ROCIO :

Es la temperatura a la cual una muestra de aire húmedo se satura . Si la muestra sé enfria por debajo del punto de rocío el vapor de agua se condensa. Este fenómeno es la base de los sensores ópticos de condensación.

PUNTO DE ESCARCHA :

Si la medición de la temperatura esta debajo del punto de congelación del agua , esto es el punto de rocío esta debajo del punto de congelación del agua , entonces el equilibrio es entre la presión de vapor de hielo , que es algo menor que la del agua , esto es el punto de escarcha, es un poco superior que el punto de rocío.

Si se conocen la Humedad relativa y la Temperatura de Bulbo seco se puede calcular el punto de rocío calculando primero la presión de saturación del vapor a la temperatura del bulbo seco y después multiplicando por la humedad relativa para obtener la presión parcial de vapor Pws

Para puntos de rocío en el rango desde 0°C y 100°C se aplica la siguiente formula :

Td = 110.45 +( 2.32 * ) + ( 1.21 * 2 ) +( 33.19* 3 ) +( 0.17 *Pw0.184 )

Para Puntos de rocío por debajo de los 100°C :

Td = 90.12 + ( 26.412 *  ) + ( 0.8927 * 2 )

Donde para ambas expresiones

Td = punto de rocío en °F

 = Ln ( Pw) , donde Pw en psia.

RELACION DE VOLUMEN (PPMv)

Es la relacion entre el volumen de agua y el volumen de aire seco ( Vw/Vd) , como la relacion de volúmenes de una mezcla de gases es igual a la relacion entre las presiones parciales , la relacion de volumen puede expresarse como:

VR = Pw / Pd , P = Pw + Pd

Como la presión total es la suma de las presiones parciales , la presión del aire seco puede calcularse conociendo la presión de vapor y la presión ambiente que suponemos es 1 atm. Se obtiene la magnitud PPMv multiplicando la relación entre estos valores por 1 millón.

RELACION DE HUMEDAD (PPMw)

Es la relacion entre la masa de vapor de agua y el aire seco . Para calcular este valor se multiplica la relacion de volumen por los pesos moleculares.

W = ( Mw/ Md) = ( 18.01*Pw )/ ( 28.96* Pd )

Por ejemplo se podrá combinar la relacion de volumen con la lectura de un caudalimetro para calcular la masa de vapor de agua que fluye por un conducto por unidad de tiempo

PSICROMETRIA :

Es el estudio de las propiedades termodinámicas de los gases húmedos mientras que humedad se refiere simplemente a la presencia de vapor de agua en el aire u otros gases. Mucho del estudio de la mezcla de vapor con el aire seco se aplica también a otros gases ya que las propiedades termodinámicas del vapor de agua son aproximadamente independientes del gas de transporte. Además como la composición del aire atmosférico es relativamente constante el aire seco como una masa homogénea con peso molecular 28.96 , el peso molecular del agua es 18.01.Análisis de la composición del aire a nivel del mar.

PRESION PARCIAL :

Las leyes de los gases dicen que la presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de los gases constituyentes. también , la relacion de los volúmenes son iguales a las relaciones de sus Presiones parciales. Por ejemplo : la presión atmosférica es la suma de las presiones parciales del aire seco y el vapor de agua.

PAtm. = P = Paire + P agua

PRESION DE VAPOR DE AGUA

Cuando la mezcla de aire y vapor de agua esta en equilibrio con el agua liquida o el hielo se considera que esta saturada (100% de humedad) El valor de la presión en ese caso es la presión de vapor de agua. La presión de vapor de agua sobre el hielo para el rango de temperaturas que va desde 0°C hasta –100°C( en grados Fahreint)

Ln(P ws) = ( C1 /T) + C2 + C3 + (C4 * T2 ) +( C5 * T3 ) + ( C6 *T4 )+ ( C7 * Ln(T)

Donde las constantes toman los siguientes valores :

C1 -1.0214165 E +04 C5 3.5575832 E-10

C2 -4.8932428 E+00 C6 -9.0344688 E-14

C3 -5.3765794 E –03 C7 4.1635019 E+00

C4 1.9202377 E-07

La presión de saturación sobre el agua liquida para el rango de temperaturas desde 0°C hasta 200°C( en grados Fahrenheit) esta dado por :

Ln (Pws) ( C8 / T) + C9 +(C10 *T ) + (C11* T2) + ( C12 * T3) +( C13 *Ln(T))

Donde las constantes toman los siguientes valores :

C8 -1.0440397 E +04 C11 1.2890360 E-05

C9 -1.1294850 E+01 C12 -2.4780681 E-09

C10 -2.70223555 E –02 C13 6.5459673 E+00

HUMEDAD RELATIVA

Es la relacion entre la presión parcial de vapor sobre la presión de saturación del vapor a la temperatura de bulbo seco.

RH = Pws (Tseco) / Pws( T)

Donde el numerador Pws (Tseco) es la presión de saturación e en el punto de rocío y el denominador Pws( T) es la presión de saturación a la temperatura de bulbo seco . La humedad relativa es dependiente de la temperatura y el contenido de agua pero independiente de la presión total.

La medición de la humedad relativa consiste en la relacion entre la presión parcial del vapor de agua en el gas de que se trate y la presión de saturación del vapor , a una temperatura dada. Por lo tanto la humedad relativa es función de la temperatura. La medición es expresada como un porcentaje . La humedad relativa es un parámetro utilizado principalmente en aplicaciones de acondicionamiento de aire o mediciones metereologicas ya que afectan al confort humano .La medición de la Humedad relativa puede hacerse con sensores basados en : psicometría , desplazamiento , resistivos ,capacitivos ,etc.

TEMPERATURA DE BULBO SECO :

Es la indicada por un termómetro ordinario introducido en una mezcla

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