Practica Humidificación

Practica Humidificación. Objetivo Realizar balances de energía y materia para un sistema de enfriamiento evaporativo. Obtener la altura teórica de una torre y compararla con la altura real.

Marco Teórico La humidificación es una operación unitaria en la que tiene lugar una transferencia simultánea de materia y calor sin la presencia de una fuente de calor externa. De hecho siempre que existe una transferencia de materia se transfiere también calor. Pero para operaciones como extracción, adsorción, absorción o lixiviación, la transferencia de calor es de menor importancia como mecanismo controlante de velocidad frente a la transferencia de materia. Por otro lado, en operaciones como ebullición, condensación, evaporación o cristalización, las transferencias simultáneas de materia y calor pueden determinarse considerando únicamente la transferencia de calor procedente de una fuente externa. La transferencia simultánea de materia y calor en la operación de humidificación tiene lugar cuando un gas se pone en contacto con un líquido puro, en el cual es prácticamente insoluble. Este fenómeno nos conduce a diferentes aplicaciones además de la humidificación del gas, como son su des-humidificación, el enfriamiento del gas (acondicionamiento de gases), el enfriamiento del líquido, además de permitir la medición del contenido de vapor en el gas. Existen diferentes equipos de humidificación, entre los que destacamos las torres de enfriamiento por su mayor aplicabilidad. En ellas, el agua suele introducirse por la parte superior en forma de lluvia provocada, y el aire fluye en forma ascendente, de forma natural o forzada. En el interior de la torre se utilizan rellenos de diversos tipos que favorecen el contacto entre las dos fases. La principal aplicación de la humidificación y de la des humidificación es en el acondicionamiento de aire y en el secado de gases. Un aspecto de interés relacionado con esta operación básica es el enfriamiento de aguas después de un proceso industrial, con el fin de poder ser utilizada nuevamente; el equipo utilizado tiene forma de torre en la que el agua caliente se introduce por la parte superior y fluye sobre un relleno en contracorriente con aire que entra por la parte inferior de la torre de enfriamiento.

Correlaciones Aplicables. Humedad Absoluta Es la razón másica de vapor de agua respecto al aire seco

MA: masa molecular del agua; MA= 18 g/mol MB: masa molecular del aire; MB= 28,9 g/mol PA: presión parcial que ejerce el vapor de agua en la mezcla gaseosa P: presión total (atmosférica.)

Humedad Relativa La humedad relativa es la humedad que contiene una masa de aire, en relación con la máxima humedad absoluta que podría admitir sin producirse condensación, conservando las mismas condiciones de temperatura y presión atmosférica. Esta es la forma más habitual de expresar la humedad ambiental. Se expresa en tanto por ciento (%).

Donde P( H 20)

P∗( H 20)

Es la presión parcial de vapor de agua en la mezcla de aire; Es la presión de saturación de vapor de agua a la temperatura en la

mezcla de aire; y RH

Es la humedad relativa de la mezcla de aire que se está considerando.

Humedad Porcentual También llamada saturación porcentual, es la relación entre la humedad absoluta real existente en la masa gaseosa y la que existiría si esta estuviera saturada a la misma temperatura del aire, generalmente se expresa sobre una base porcentual para todas las humedades distintas de 0% y 100%, se puede calcular de la siguiente manera:

Balance de Materia

Balance de Energía

Entalpia

Las condiciones de aire húmedo resultante se pueden encontrar sobre el diagrama psicométrico, en la recta de unión de los dos puntos representativos de las masas mezcladas.

Descripción del proceso.     

Encender la resistencia del recipiente para el calentamiento del agua con una altura considerable para evitar el derramamiento, estableciendo una temperatura de trabajo. Comprimir aire en la compresora hasta una presión de 100 psi, ya que a esa presión se tiene un volumen considerable de aire comprimido. Una vez cargada la compresora se conectara en la torre de enfriamiento para su posterior uso. Se enciende la bomba para hacer circular el agua en la torre, este volumen será graduado en el rotámetro y debe de ser constante para cada nivel de corrida, de igual manera se graduara el rotámetro para el aire. Una vez circulada el agua debe de hacerse de igual manera con el aire para que pueda ocurrir el enfriamiento, tomándose los datos tanto de bulbo seco y húmedo en la entrada y en la salida del aire, la temperatura del agua de entrada y de salida.

Material Utilizado. Equipo / Material Torre de Enfriamiento Un rotámetro para líquido Un rotámetro para gas Tubos y accesorios Circuito Electrónico Escaleras, reglas y más instrumentos

Diagrama de Equipo

Descripción. Lugar donde se efectuara el proceso de humidificación. Para hacer mediciones con el agua Para hacer mediciones con el vapor N/A N/A N/A

Representación del proceso en un diagrama de flujo.

Encender la resistencia del recipiente

Comprimir aire en la compresora hasta una presión de 100 psi

Se conecta en la torre de enfriamiento

Se enciende la bomba para hacer circular el agua en la torre

Una vez circulada el agua debe de hacerse de igual manera con el aire

Datos experimentales.

Cálculos.

Tabla de resultados. Datos Obtenidos con la carta psicométrica.

Resultados finales.

Conclusiones. El flujo proporciona directamente una idea del gradiente de temperatura que se obtendrá del proceso. El aumento en la temperatura del ambiente genera que la humedad que se obtiene a la salida del proceso aumente, caso contrario si la temperatura desciende la humedad de salida será menor. En la práctica se buscó ilustrar directamente el proceso de humidificación con enfriamiento del aire, caso práctico de dicho proceso se lleva a cabo en hoteles y edificios de concurrencia donde es importante mantener condiciones establecidas de humedad y temperatura.

Anexos.

Carta psicométrica empleada.

Foto: Equipo de humidificación.

Biliografias. http://www.industriaquimica.net/humidificacion.html MCCABE & Smith. Operaciones Unitarias de la Ingeniería Química. McGraw-Hill. PERRY J. Manual del Ingeniero Químico. McGraw-Hill.