PRACTICA PSICROMETRIA

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
CONVENIO MARCO ENTRE
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA BOLIVARINA, Y
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA TERRITORIAL
JOSÉ FELIX RIBAS
PRÁCTICA 2
PSICROMETRÍA
T.S.U FERNANDO GIMENEZ
LABORATORIO DE
TERMODINÁMICA II
JOSÉ FALCÓN
JOSÉ SULBARAN
6TO SEMESTRE
SECCIÓN “A”
BARINAS, MAYO DE 2011
RESUMEN
En
general,
la
termodinámicas
psicrometría
de
mezclas
estudia
de
gas
las
propiedades
con
vapor.
En
particular, la mayoría de las aplicaciones se refieren al
aire húmedo, considerado como la mezcla de aire seco y
vapor de agua. La psicrometría resulta entonces útil en
el
diseño
y
procesado
análisis
de
de
sistemas
alimentos,
de
diseño
almacenamiento
de
equipos
y
de
refrigeración, estudio del secado de alimentos, estudios
de
aire
acondicionado
y
climatización,
torres
de
enfriamiento, y en todos los procesos industriales que
exijan un fuerte control del contenido de vapor de agua
en el aire.
Vamos a ver cómo el estudio termodinámico de un sistema
complejo como es el aire, puede realizarse de forma más o
menos
sencilla.
El
hombre
ha
sido
capaz
de
definir
importantes conceptos termodinámicos que, por una parte,
permiten un desarrollo teórico sencillo y que, por otra,
coinciden
con
las
variables
que
pueden
medirse
en
la
práctica. El hombre ha sido capaz también de diseñar y
construir aparatos muy sencillos, accesibles a cualquier
persona, para la determinación de las propiedades básicas
del
aire
húmedo.
También
se
han
diseñado
diagramas
apropiados que facilitan enormemente los cálculos y que,
además, permiten tener una imagen “visual” del estado
termodinámico del aire y su evolución en los procesos que
sufre.
MARCO TEÓRICO
PSICRÓMETRO DE ASPIRACIÓN
El
Psicrómetro
precisión
medición
de
aspiración
es
un
instrumento
de
que incorpora dos termómetros, uno para la
de
temperatura
la
temperatura
húmeda,
pudiendo
seca
así,
y
otro
calcular
para
la
la
Humedad
Relativa.
La unidad de aspiración dispone de un ventilador de rueda
alada, el cual es accionado por energía eléctrica.
El
sistema
bolsillo
de
medida
sujetos
incorpora
a
dos
dos
termómetros
corchos,
de
ubicados
equidistantemente en la tubería PVC de 4 pulg.
PROPIEDADES TERMODINÁMICAS DEL AIRE
Como es bien sabido, el aire es una mezcla
de varios
gases (entre los que destacan el nitrógeno y el oxígeno)
a la que denominamos
aire seco, más una cierta cantidad
de agua en forma de vapor.
Generalmente, el rango de presiones y temperaturas de
interés para diversas aplicaciones es tan limitado que
puede considerarse que tanto el aire seco como el vapor
de
agua
se
comportan
como
gases
ideales.
Además,
se
considera que el aire seco se comporta como si fuera un
componente
puro,
por
lo
que
las
propiedades
del
aire
húmedo pueden estudiarse en base al conocimiento de las
propiedades
de
mezclas
de
gases
ideales,
regidas
principalmente por ecuaciones que facilitan enormemente
el cálculo analítico mediante de las propiedades del aire
(que suele denominarse aire húmedo para diferenciarlo del
aire seco).
TEMPERATURA DE BULBO HÚMEDO Y BULBO SECO
La temperatura de bulbo húmedo (Tbh), es la temperatura
medida con el bulbo de un termómetro cubierto con una
franela
o
con
un
trapo
húmedo
y
haciendo
pasar
aire
rápidamente por éste, preferentemente con una velocidad
mayor
de
2
m/s;
evaporarse.
La
circundante
baja
de
esta
forma
temperatura
la
del
humedad
agua
proporcionalmente
a
empieza
y
la
del
a
aire
evaporación
ocurrida. La temperatura final que alcanza depende de la
humedad del aire. Si el aire que rodea al termómetro está
seco,
la
evaporación
es
grande
y
el
descenso
en
la
temperara es relativamente grande. Por el contrario, si
el aire está muy húmedo, la evaporación es lenta y, por
lo tanto, la diferencia entre la temperatura de bulbo
seco y la temperatura de bulbo húmedo es pequeña. En el
caso
en
que
evaporación,
disminuye.
el
aire
se
encuentre
y
por
consiguiente
saturado,
la
no
habrá
temperatura
no
Para cálculos psicrométricos se dice que el término de
temperatura de bulbo húmedo es sinónimo de temperatura de
saturación adiabática. Se puede decir que el proceso de
bulbo
húmedo
se
realiza
cambiando
calor
latente
por
calor sensible del agua de la gasa húmeda, y el proceso
de saturación adiabática del mismo aire y enfriándolo.
De este modo, midiendo simultáneamente la temperatura de
bulbo seco Tbs y la temperatura de bulbo húmedo Tbh y
sustituyéndolas en la ecuación se obtiene la expresión de
la humedad específica:
Donde Wsat se puede calcular a partir de la ecuación
SATURACIÓN ADIABÁTICA:
El
aire
fluye
a
través
de
un
conducto
perfectamente
aislado donde existe un depósito de agua abierto al flujo
de aire. A medida que circula, el aire aumenta su humedad
específica hasta alcanzar saturación si el contacto aire
agua es lo suficientemente prolongado. La entalpía del
aire húmedo se mantiene constante. Como consecuencia, la
temperatura disminuye a la salida.
T2 = TSA
TEMPERATURA DE SATURACIÓN ADIABÁTICA
HUMEDAD RELATIVA
Es
la
humedad presente
relativa
(con
respecto)
a
la
máxima humedad posible a la misma temperatura ambiente
(bulbo seco). Se define como la razón de: la presión de
vapor de agua, presente en ese momento con respecto a la
presión
de
vapor
en
saturación
(de
agua)
a
la
misma
temperatura. Se expresa como porcentaje.
Donde:
HR = humedad relativa en %,
e(T) = presión parcial real del vapor de agua en aire
húmedo, en Pa,
es(T) = presión parcial de vapor de agua en aire húmedo
saturado, en Pa.
PROCEDIMIENTO DE LA PRÁCTICA.
El
Psicrómetro
determina
ambiente
la
y
está
humedad
la
formado
relativa
temperatura
de
por
dos
midiendo
una
la
fuente
termómetros;
temperatura
de
agua
en
evaporación. El bulbo de uno de ellos está envuelto en
algodón que se mantiene siempre humedecido.
La evaporación desde la superficie del bulbo húmedo entro
de la corriente de aire enfría el bulbo húmedo hasta una
temperatura estacionaria tal que haya un equilibrio entre
el calor perdido por la evaporación y el ganado por la
convección y radiación. Esta temperatura depende de la
presión, temperatura y humedad de la atmósfera. Así pues
cuando se dispone de un valor aproximado de presión, la
humedad
puede
obtenerse
a
partir
de
las
temperaturas
observadas de los bulbos húmedo y seco.
Existen dos tipos de psicrómetros: Ventilación natural y
ventilación forzada.
VENTILACIÓN NATURAL
Los psicrómetros de ventilación natural están formados
por
dos
termómetros,
elementos
no
están
normalmente
sujetos
al
de
mercurio.
movimiento
Los
de
aire
forzado, son menos exactos. El termómetro de bulbo seco
se usa para medir la temperatura ambiente y el termómetro
de bulbo húmedo (cubierto por una mecha de algodón que
esta en
para
contacto con un depósito de agua) se utiliza
medir
la
evaporación
de
diferencia
agua
de
temperatura
alrededor
del
bulbo
debido
a
la
húmedo.
La
evaporación enfría el bulbo del termómetro de bulbo frío.
Conociendo
las
temperaturas
de
ambos
termómetros,
la
humedad relativa puede fácilmente determinarse mediante
cartas psicrométricas, tablas o calculada mediante las
expresiones correspondientes.
VENTILACIÓN FORZADA
En
un
psicrómetro
con
ventilación
sensores de temperatura se exponen a
forzada
los
dos
RECOMENDACIONES

Se
debe
considere
repetir
la
necesario,
práctica,
para
tantas
comparar
los
veces
se
resultados
obtenidos.

Se recomienda realizar la práctica en lugares de
distinta
altitud
y/o
condiciones
de
tiempo
atmosférico, para comparar los datos con respecto a
humedad relativa y obtener las debidas conclusiones.