viernes, 20 de febrero de 2015


PSICROMETRIA



Propiedades Termodinámicas del sistema
 Aire-Vapor de Agua





Psicrometría es una rama de la ciencia por la cual se estudian las propiedades termodinámicas  del aire húmedo y del efecto de la humedad atmosférica en los materiales y en el confort humano. 
El concepto deriva del griego ψυχρομετρία, compuesto por ψυχρός, frío, y μετρία, medición. El aire seco es una mezcla de varios gases. Su composición general es la siguiente:Este aire, conocido como aire húmedo, está constituido por una mezcla de aire seco  y vapor de agua.
En relación con su temperatura, el aire tiene la propiedad de retener cierta cantidad de vapor de agua. A menor temperatura, menor cantidad de vapor, y a la inversa: a mayor temperatura, mayor cantidad de vapor de agua, si se mantiene éste a presión atmosférica constante.
También se considera que es un método para controlar las propiedades térmicas del aire húmedo. Se representa mediante un diagrama psicrometrico.

Aplicaciones en la industria
Secado de alimentos
Humidificación y Deshumidificación
Almacenamiento
Refrigeración
Fermentación de alimentos
Climatización de plantas industriales y laboratorios

Algunas cuestiones que nos permite responder la psicrometría
Porque nos hace frío al salir de la pileta?
Porqué “suda” el vaso de cerveza?
Porqué se empaña el vidrio del auto en invierno?
-Cómo se produce el secado de alimentos?
-Cómo podemos agregar-quitar humedad del aire?
-Cual es el principio de funcionamiento de las torres de enfriamiento de agua?

Propiedades del aire seco
Mezcla de Gases Incolora, Inodora e Insípida
Masa que cubre a la tierra: Atmósfera..645km
Tropósfera:  15 km desde el nivel del mar.
Estratósfera: de 15 a 50 km.
Mesósfera: de 50 a 95 km
Ionósfera: 95 a 400 km
Tiene peso: 101.325 kPa (1.033 kg/cm²) al nivel del mar
Es una mezcla de gases altamente sobrecalentado

Propiedades del vapor de agua 
Humedad: presencia de vapor de agua en el aire.
El vapor de agua en el aire húmedo esta en sus condiciones de saturación o muy próxima a ellas por encima.
2/3 partes de la superficie de la tierra es Agua.
El vapor de agua se produce a cualquier temperatura.
El vapor ejerce una presión definida encima del agua independientemente de si el espacio encima de agua contiene aire (la presión del aire no ejerce efecto sobre al presión de vapor)
Las propriedades de mezclado de aire como el vapor de agua pueden ser presentadas de forma gráfica través de las cartas psicrométricas. las cartas psicrométricas son muy usadas en las aplicaciones de acondicionamiento de aire.Debe recordar que son necesarias tres propiedades termodinámicas independientes para describir el estado de una mezcla binaria (ex. presión, temperatura e composición de la mezcla).


Para comprender el uso de este tipo de carta, es necesario entender el significado de Psicrometría, que se define como la medición del contenido de humedad del aire. Ampliando esta definición a términos más técnicos, psicrometría es la ciencia que involucra las propiedades termo-dinámicas del aire húmedo, y el efecto de la humedad atmosférica sobre los materiales y el confort humano.


La carta psicrométrica es un diagrama de doble entrada, en el que se relacionan múltiples parámetros referentes a una mezcla de aire húmedo: temperatura, humedad relativa, humedad absoluta, punto de rocío, entalpía específica o calor total, calor sensible, calor latente y volumen específico del aire.

Así:% Humedad RelativaLa humedad relativa (hr), es un término utilizado para expresar la cantidad de humedad en una muestra dada de aire, en comparación con la cantidad de humedad que el aire tendría, estando totalmente saturado y a la misma temperatura de la muestra. La humedad relativa se expresa en porciento, tal como 50%, 75%, 30%, etc.Donde:

%Hr = (PvH2O/PvH2O)* 
  • PvH2O: Presión de vapor del agua en aire.
  • PvH2O*:Presión de vapor del agua líquida, se obtiene de tablas.
  • Cuando PvH2O = PvH2Oel aire está saturado de humedad, es decir, el aire es 100% húmedo.
En las siguientes gráficas se muestra  muestra la humedad relativa a diferentes temperaturas en grados Celsius y Fahrenheit:
external image relative_humidity_wet_dry_bulb_temperature_deg_C.png

Relación entre Humedad relativa y específica del Aire


Como ya se ha mencionado, la humedad representa la cantidad de vapor de agua existente en el aire. Puede ser expresada en valores absolutos, específicos o relativos dependiendo el caso.
Si sabemos la humedad relativa del aire y la densidad de vapor de agua, además de la densidad del aire, la humedad específica puede ser expresada en la formula a continuación descrita:
x = 0.622 φ ρws / (ρ - ρws) 100%
Donde:
  • x = es la humedad específica de la mezcla de vapor de aire (kg/kg)
  • φ = huemdad relativa (%)
  • ρws = densidad de vapor de agua (kg/m3)
  • ρ = densidad del aire húmedo (kg/m3)


A continuación un ejemplo de carta psicrométrica con temperaturas normales y a nivel del mar:

carta.jpg
























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