Cartas Psicométricas

 

Escuela Politécnica del Ejército Departamento de Ciencias de la Vida Ingeniería en Biotecnología Diseño de procesos Nombre: Raquel Merino

Fecha: 13-95-2013

CARTAS PSICOMÉTRICAS Y DIAGRAMA DE MOLLIER 1.  1.  Cartas psicométricas El diagrama psicrométrico psicrométrico es la representac representación ión gráfica de las ecuac ecuaciones iones analíticas descritas. Este representa las mezclas air aire e y vapor de agua a la presi presión ón atmosférica normal. En este diagrama se representa la temperatura como abscisa abscisa y la humedad absolu absoluta ta en ordenadas calculadas rela relativa tiva del 100% o ccurva urva de saturación, en donde se obtiene obtiene la humedad del aire saturado en funci función ón de su temperatura. Las propiedades termodinámicas del vapor de agua satura saturado, do, se localizan en función función de la temperatura y en función función de la presión. Los puntos locali localizados zados a la izquierda de la curva de saturación saturación representan mezclas mezclas de aire saturado con agua en estado líquido, lo que provoca bruma y son condiciones muy inestables. Cualquier punto localizado a la derecha de la curva de saturación, representa una mezcla bien definida de aire y vapor de agua.

Sobre el diagrama psicrométrico psicrométrico se pueden trazar las líneas de temperatura constante o isotermas isotermas de bulbo seco que son paralelas al eje de la humedad absoluta como lo indica la figura

Isolíneas de humedad relativa: Las curvas localizadas entre el eje de las abscisas y la curva de saturación corresponden a la representación de las isolíneas de humedad relativa.

Líneas auxiliares Además de las isolíneas anteriores existen gráficas auxiliares que permiten la determinación de otras propiedades, tales como: calor húmedo, volumen saturado y volumen seco, así como la entalpia de saturación. La localización de estas gráficas sobre el diagrama psicométrico es muy variable. Como se puede observar en la mayoría de los diagramas psicométricos su construcción está basada por una presión de 1 atm, sin embargo, puede emplearse por otras presiones, por medio de un factor de corrección, que consiste en multiplicar los valores obtenidos de las humedades relativas en el diagrama por la relación entre la presión de operación y la presión a que se ha construido el diagrama.

Manejo del diagrama psicométrico  Para determinar un punto sobre este diagrama, es necesario conocer por lo menos dos de las cinco variables: Tbs, TR, y, Tbh, y HR. Si fijamos el punto (1) sobre el dia diagrama grama de la figura la determinación determinación de sus propiedades se efectúa de la siguiente manera:

 

La ordenada del punto (1) corresponde a la humedad absoluta (Y) y su abscisa, es la temperatura del bulbo seco (Tbs) la abscisa de este punto que tiene la misma ordenada en Y hasta las condiciones de saturación, corresponde a la temperatura de rocío (T R); la absicsa del punto de intersección de la línea con pendiente negativa que pasa por el punto (1) con la curva de saturación, es la temperatura de saturación adiabática o temperatura de bulbo húmedo (Tbh), a la cual le corresponde la ordenada Y Tbh. Prolongado la vertical que pasa por (1) hasta la curva de saturación, la ordenada del punto de int ersección es la humedad de saturación del sistema del aire a la temperatura Tbs; la humedad relativa del punto de cuestión se obtiene leyendo directamente sobre la isolínea correspondien correspondiente. te. Humidifación: La masa de aire se pone en contacto sea líquidos, sólidos húmedos o con masas de aire húmedo. La mayoría de lo loss métodos son simples, a exc excepción epción de la humidificac humidificación ión adiabática. Las condicion condiciones es del aire húmedo se pueden encontrar en el diagrama psicométrico, en la recta de unión de los dos puntos representativos de las masas mezcladas. Secado: Un sólido transfiere humedad al aire, secando el sólido y humidifcando el aire Deshumidificación: Se considera que es opuesto a un enfriamiento evaporativo, pudiéndose ser una especie de calentamiento condensante. condensante. La disminución en el calor lat latente ente se intercambia con un aumento en el calor calor sensible. Si se mantiene una superficie de preferencias metálica a una temperatura inferior a la de rocío de la masa gaseosa, ésta se enfriará paulatinamente hasta alcanzar las condiciones de saturación, este proceso se puede determinar en una carta psicométrica.

2.  2.  Diagramas de termodinámicas del vapor de agua (Diagrama de Mollier) El conocimiento y evaluación de las propiedades termodinámicas del agua y del vapor de agua en sus distintos estados es fundamental para la resolución de los problemas en los que esta sustancia se encuentra implicada. De todas ellas, la entalpía es la más importante, ya que la mayoría de los procesos se efectúan a presión constante. Para poder evaluarla es preciso tomar un nivel de referencia, asignándose un valor de entalpía igual a cero al agua líquida en las condiciones del punto triple, es decir, a C. A efectos prácticos, puede tomarse también el nivel de referencia en C. (Los valores de la entalpía y de otras propiedades se encuentran recogidos en tablas, que serán objeto de explicación en clase). La entalpía de un agua líquida saturada es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 kg de agua desde C hasta su temperatura de ebullición a una presión determinada. La simbolizaremos como hf. La entalpía de vaporización es la cantidad de calor necesaria para convertir 1 kg de agua líquida saturada en vapor saturado y seco. Su valor disminuye con el aumento de temperatura y se hace cero en el estado crítico. La designaremos como hfg. La entalpía de un vapor saturado y seco es la suma de las dos anteriores. hg = hf + hfg. La entalpía de un vapor de agua húmedo se define como la cantidad de calor necesaria para obtener 1 kg de vapor húmedo a partir de 1 kg de agua líquida saturada a 0,01º C. Su valor es menor que el anterior hg, pudiéndose escribir, en función del título:

(10.2)  Esta ecuación es válida para el cálculo de cualquier otra propiedad termodinámica en función del título, si bien, para el caso del volumen específico de un vapor húmedo se puede simplificar, ya que la contribución de la fase líquida en el volumen total puede despreciarse. Así: Para el vapor de agua sobrecalentado, la entalpía puede calcularse de acuerdo a la expresión siguiente: ,siendo cp,v la capacidad calorífica media del vapor entre las temperaturas consideradas, e el grado de sobrecalentamien sobrecalentamiento. to.  Finalmente, las propiedades del agua líquida comprimida no difieren de las del agua líquida saturada a la misma temperatura para presiones no superiores a 28 bar, aproximadamente, por lo que pueden utilizarse los valores de ésta última. Todas estas propiedades, como se ha indicado anteriormente, se encuentran recogidas en tablas, pero para el caso del agua, también lo están en forma de diagrama. El diagrama de Mollier, figura 10.4., es un diagrama en las coordenadas entalpía-entropía, en el que se incluyen también las líneas de presión y temperatura constante, las de humedad constante, las del vapor y de los líquido saturados, las de recalentamiento constante, y las de volumen específico constante. Como con cualquier diagrama de propiedades, la localización de las mismas es inmediata, si bien el grado de exactitud en sus usos, es inferior al conseguido a partir de los datos tabulados. tabulados. De todos modos, es muy empleado en todos los problemas en los que interviene el agua en sus estados líquido y vapor.

BIBLIOGRAFÍA  Universidad

de

Sevilla.

2012.

Cartas

psicométricas,

diagramas

de

Mollier.

[En

línea]:

http://ocwus.us.es/arquitectura-e-i http://ocwus.us.es/ar quitectura-e-ingenieria/operac ngenieria/operaciones-basicas/c iones-basicas/contenidos1/tema1 ontenidos1/tema10/pagina_03.htm 0/pagina_03.htm. [Consultado]: 12-05-2013.