Propiedades Psicrometricas

1. PSICROMETRIA tfttfttfttft
UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR
DEPARTAMENTO DE TERMODINAMICA Y
FENOMENOS DE TRASNFERENCIA
Programa de Ingeniería Química
TF-3332 Procesos de Separación II
TF-3332
Rainier Maldonado
TF-3332
Rainier Maldonado
Prof. MSc. Ing. Rainier Maldonado
1

2. PSICROMETRIA tfttfttfttft
Definición
Propiedades del sistema aire-agua
Por analogía predice el comportamiento de otras mezclas
formadas por un vapor condensable y un gas que no
condensa, ni se disuelve en el líquido a las condiciones
de operación.
TF-3332
Rainier Maldonado
TF-3332
Rainier Maldonado
2
de operación.
Propiedades Psicrométricas
Humedad Absoluta
Humedad Relativa
Punto de Rocío
Volumen Húmedo
Calor Especifico Húmedo
Entalpia Húmeda
Temperatura de Saturación Adiabática
Temperatura de Bulbo Húmedo

3. PSICROMETRIA tfttfttfttft
Propiedades Psicrométricas
Humedad Absoluta
Masa de Vapor de Agua por Masa de Aire
Y’A = Masa A / Masa B
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Rainier Maldonado
TF-3332
Rainier Maldonado
3
A
A: Vapor de Agua
B: Aire Seco (libre de agua)
YA = Moles A / Moles B = pA / pB = pA / (P – pA)
P: presión del sistema (1atm)
pi: presión parcial
Y’A = YA.(PMA/PMB)
PMi: Peso molecular

4. PSICROMETRIA tfttfttfttft
Propiedades Psicrométricas
Humedad Relativa
Humedad del aire referida a la humedad de saturación
( )
'
A A
Sat '
p Y
Φ = =
p (T) Y T
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Rainier Maldonado
TF-3332
Rainier Maldonado
4
Aire Saturado: No acepta más vapor da agua.
La presión parcial del vapor en el aire es igual que la presión de vapor del
líquido a la misma temperatura.
Humedad de Saturación
( )
( )
Sat Sat
´ A A
A,S Sat
B A
p (T) p (T)
Y T = =
p P - p (T)
( )Sat '
A A,Sp (T) Y T

5. PSICROMETRIA tfttfttfttft
Propiedades Psicrométricas
Punto de Rocío
Temperatura a la cual satura una mezcla aire-agua (aparece la primera
gota de líquido) a una presión dada.
SatAY
p P.y P p (T)= = =
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Rainier Maldonado
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Rainier Maldonado
5
yA: fracción molar del vapor de agua
( )
SatA
A,Rocio A A
A
Y
p P.y P p (T)
1+Y
= = =

6. PSICROMETRIA tfttfttfttft
Propiedades Psicrométricas
Volumen Húmedo
Volumen total de aire seco y vapor de agua contenido en él, por unidad de
masa de aire seco a 1 atm, a la temperatura de la mezcla.
v : (volumen A + volumen B) / masa B [m3/kg ] , [ft3/lb ]
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Rainier Maldonado
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6
vH : (volumen A + volumen B) / masa B [m3/kgas] , [ft3/lbas]
vH = vB + vA.Y’A
vi: volumen específico másico
as: aire seco

7. PSICROMETRIA tfttfttfttft
Propiedades Psicrométricas
Calor Específico Húmedo
Calor que hay que suministrar a una unidad de masa de aire y al vapor
que contiene para elevar su temperatura un grado a presión
constante.
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Rainier Maldonado
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7
CH = CB + CA,Vapor .Y’A
Ci: capacidad calórica a presión constante
Sustituyendo los valores aproximados de las capacidades calóricas del aire y del
vapor de agua, independientes de la temperatura:
CH [BTU/lbas.°F] = 0,24 + 0,45 .Y’A
CH [kcal/kgas.°C] = 0,24 + 0,45 .Y’A
CH [kJ/kgas.K] = 1,005 + 1,88 .Y’A

8. PSICROMETRIA tfttfttfttft
Propiedades Psicrométricas
Entalpía Húmeda
Energía de una unidad de masa de aire y al vapor que contiene, por masa
de aire seco.
H’ = H + H .Y’
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Rainier Maldonado
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8
H’ = HB + HA,Vapor .Y’A
Definiendo para las entalpías un estado de referencia donde el agua es líquida:
H’ = CB.(T - T0) + (λA,To+ CA,Vapor.(T - T0)).Y’A
Re-escribiendo:
H’ = (CB + CA,Vapor.Y’A).(T - T0) + λA,To.Y’A
H’ = CH.(T - T0) + λA,To.Y’A

9. PSICROMETRIA tfttfttfttft
Propiedades Psicrométricas
Entalpía Húmeda
Para T0=0°C, Sist. Internacional:
H’ [kcal/kgas]= (0,24 + 0,45 .Y’A).T(°C) + 597,5.Y’A
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Rainier Maldonado
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9
H’ [kcal/kgas]= (0,24 + 0,45 .Y’A).T(°C) + 597,5.Y’A
H’ [kJ/kgas] = (1,005 + 1,88 .Y’A).T(°C) + 2502.Y’A
Para T0=0°F, Sist. Ingles:
H’ [BTU/lbas] = (0,24 + 0,45 .Y’A).T(°F) + 1090.Y’A

10. PSICROMETRIA tfttfttfttft
Propiedades Psicrométricas
Temperatura de Saturación Adiabática
Temperatura de equilibrio entre agua líquida y aire húmedo que se satura
en condiciones adiabáticas
Calor latenteCalor sensible del
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Rainier Maldonado
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( ) ( )' ´
1 ,H S A S A SC T T Y Y λ⋅ − = − ⋅
( )´ '
, 1
H
A A S S
S
C
Y Y T T
λ
= − ⋅ −
Calor latente
Vaporización Agua
Calor sensible del
Aire Húmedo
Líneas de Saturación Adiabática

11. PSICROMETRIA tfttfttfttft
Propiedades Psicrométricas
Temperatura de Bulbo Húmedo
Temperatura correspondiente a la evaporación de una pequeña cantidad de
agua en una mezcla aire-agua no saturada
Película de
líquido en
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Rainier Maldonado
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q=NA.λW
q=hG.(T-Tbh)T
H´
Y´ ,
PA
Gas líquido en
contacto con
termómetro
Interfase G/L
Tbh
Ybh, PA
sat

12. PSICROMETRIA tfttfttfttft
Propiedades Psicrométricas
Temperatura de Bulbo Húmedo
En el equilibrio de las transferencias en la interfase gas-líquido:
( ) ( ) ( ) ( )N ' 'bh bhG bh A y bhT T
q h T T k Y Yλ λ= ⋅ − = ⋅ = ⋅ − ⋅
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Rainier Maldonado
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Resulta en la ecuación de bulbo húmedo:
Para el sistema aire-agua se tiene la relación de Lewis:
Lo que resulta en:
“Ecuación similar a Temperatura de
Saturación Adiabática”
( ) ( ) ( )' ' bh
y
bh bh T
G
k
T T Y Y
h
λ− = ⋅ − ⋅
1G
y H
h
Le
k C
= ≈
⋅
( )
( )' '
bh
H
bh bh
T
C
Y Y T T
λ
= − ⋅ −

13. PSICROMETRIA tfttfttfttft
Carta Psicrométrica
Propiedades Representadas
TF-3332
Rainier Maldonado
TF-3332
Rainier Maldonado
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Humedad
Absoluta Y’
Temperatura T
Humedad
Relativa Φ
Entalpia H’
Temperatura de
Bulbo Húmedo Tbh
Línea de
Saturación
Adiabática
Volumen
Húmedo vbh

14. PSICROMETRIA tfttfttfttft
Procesos Psicrométricos Básicos
Calentamiento / Enfriamiento Sensible
B. Masa:
Q
G’
Y’1 , T1 , H’1
G’
Y’2 , T2 , H’2
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Rainier Maldonado
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Y’1 = Y’2
T1
Φ1
H’1
T2
H’2
Φ2
1 2
B. Masa:
0 = G’.Y’1 – G’.Y’2 Y’1 = Y’2
B. Energía:
0 = G’.H’1(T1,Y’1) – G’.H’2 (T2,Y’2)

15. PSICROMETRIA tfttfttfttft
Procesos Psicrométricos Básicos
Humidificación / De-humidificación Adiabática
Q=0
G’
Y’1 , T1 , H’1
G’
Y’2 , T2 , H’2
B. Masa:
L
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Rainier Maldonado
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Rainier Maldonado
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Y’1
T2
Φ2
T1
H’1=H’2
Φ1
2
1
Y’2
B. Masa:
0 = G’.Y’1 + L - G’.Y’2 L = (Y’2 - Y’1)
B. Energía:
0 = G’.H’1(T1,Y’1) – G’.H’2 (T2,Y’2)
H’1(T1,Y’1) = H’2 (T2,Y’2)

16. PSICROMETRIA tfttfttfttft
Procesos Psicrométricos Básicos
Mezcla de Corrientes
B. Masa:
G’1, Y’1 , T1 , H’1
G’3
Y’2 , T2 , H’2G’2, Y’2 , T2 , H’2
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Y’3
T1
Φ3
H’1
T3
H’3
Φ1
1
3
Y’1
Φ2
2 Y’2
T2
H’2
B. Masa:
0 = G’1 + G’2 - G’3
0 = G’1.Y’1 + G’2.Y’2 - G’3.Y’3
B. Energía:
0 = G’1.H’1(T1,Y’1) + G’2.H’2 (T2,Y’2)
– G’3.H’3 (T3,Y’3)