propiedades psicrom tricas de gases h medos
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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
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LG
A
vvTTdPd
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RPd AoA
WW
AA
W
Ao
W
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MM
PdPd
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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
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kh
TTYY
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B
A
woA
woA
W MM
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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
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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
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'''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
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as cTTYY
B
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asAas M
MTPP
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DIAGRAMA PSICROMETRICO DEL SISTEMA AIRE-AGUA