Mezcla de Mezcla de gases ideales. gases ideales. PsicrometríaPsicrometría

Capitulo VI Aplicaciones de la Termodinámica

Pi Niri == P NT

Ley de Dalton

P = PA + PB + PC +...+ Pi

Ley de Gibbs Dalton

Las propiedades de una mezcla de gases ideales se

pueden calcular a partir de las propiedades de los gases constituyentes

mR´m = m1 R´1 + m2 R´2 +...+ mi R´i

mhm = m1 h1 + m2 h2 +...+ mi hi

mcpm = m1 cp1 + m2 cp2 +...+ mi cpi

P

V

gas A

gas B gas C

NT = NA + NB + NC +...+ Ni

Fracción molar Niri = NT

Ley de Amagat

Pi Ni Viri === P NT V

V = VA + VB + VC +...+ Vi

Mezcla de gases ideales

Aire húmedo

Vapor de agua

Rv´=461,5 J/kg k

Aire seco

Ra´=287 J/kg k

Airehúmedo = +

PaV = ma Ra´T PvV = mv Rv´T

A) > R Aire húmedo no saturado

R) = R Aire húmedo saturado < R Aire húmedo sobresaturado

CPv

s

R

A

R

A

Temperatura de rocío R

Mínima Tª que puede tener el aire húmedo sin que el vapor de agua se condense.

P =Pa + Pv

Humedad relativa Pv = Ps

Aire saturado 100 Aire seco 0

Parámetros característicos

Humedad absoluta mv = ma

Pv =0,622 P -Pv

kgkg a.s.

Grado de humedad φ = s

humedad absolutahumedad de saturación

Entalpía del aire húmedo H = maha + mvhv

h = + (2501+ 1,82 )

Hh =ha+ hv ma

hv = 2501+ 1,82

ha = cpa kJkg a.s.

Origen de referencia 0ºC 1 atm

Técnica de saturación adiabática

Aire no

saturado

Aire

saturado

1 1 2 2

1 23

Agua líquida2 , hf2

CPv

s

R

A

R

122

Hent = Hsal

h1 + ( 2 - 1) hf2 = h2

h1 = cpa 1+ 1 hv1

h2 = cpa 2+ 2 hv2

cpa (2 - 1) + 2 (hv2 – hf2) 1 = hv1 – hf1

Psicrómetro

Psicrómetro

BS - BH

gasa humedecida

BS BH

Aire

Psicrómetro normal

BS Tª de bulbo seco

BH Tª de bulbo húmedo

BS = BH aire saturado

BS - BH aire no saturadoMirando en tablas

BS >>> BH (BS - BH)

BS > BH (BS - BH) disminuye

aumenta

Operaciones básicas en el acondicionamiento de aire y otros...

Mezcla adiabática de dos corrientes

Enfriamiento con deshumidificación

Acondicionamiento de aire

Calentamiento y enfriamiento sensible

Humidificación

Factor de by-pass en un serpentín

Carta psicrométrica

Torres de refrigeración

Operaciones básicas en el acondicionamiento de aire

Carta psicrométrica

115 Humedad relativa

60

H

um

edad

ab

solu

ta k

g/k

g ai

re s

eco

20

0´75

-10

90

65

40

15

Tª bulbo seco ºC

0´85

0´8

0´9 90 70 50 40 3060

-10 50-5 35 504540 55

30

25

20

15

-10-5

05

10

10

Tª bulbo húmedo ºC

Volum

en específico

m3/kg aire seco

Ent

alpí

a es

pecí

fica

kJ/

kg

0.005

0.000

0.010

0.015

0.020

0.025

Torres de refrigeración

1

2

B

Agua caliente

Agua fría

A

Aire frío

Airecaliente

. . mB= mas . mB

. . mA= mas . mA

masa agua fríamB= kg aire seco

. . . mas ( 2 – 1) = mA - mB

Balance de materia

masa agua calientemA= kg aire seco

. . .mas (h2 – h1) = mAhA - mBhB

Balance de energía

Factor de by-pass en un serpentín

21

.Q

BS 1 2

A

R

1

2

1 Estado inicial del aire2 Estado final del aireA Punto de rocío del serpentínR Punto de rocío del aire

Factor de by-pass

Factor de contacto

B.P =

2A1A

B.P =

121A

Acondicionamiento de aire

C a len ta m ien to

E n fr ia m ien to

V en tila c ió n

H u m id if ica c ió n

D esh u m id if ica c ió n

P u r if ica c ió n

P ro ceso s d ea co n d ic io n a m ien to

A d so rc ió n p o r ca rb ó n

L a v a d o res d e a ire

V en tila c ió n

O lo res , g a se s

S eco s

V isco so s

P rec ip ita d o res e lec tro stá tico s

F iltro s

P o lv o s

S u p res ió n

Calentamiento y enfriamiento sensible

1 2

2 1

.Q

BS 1 2

h 1

h 2

1= 2

1 2

. .Q = mas (h2 - h1) < 0

BS 1 2

h 1

h 2

1

1

2

3

h 3

32

3

Mezcla adiabática de dos corrientes

. m2 h2

. m1 h1

. m3 h3

1

2

3 h 3 - h 2 3 - 2= h 1 - h 3 1 - 3

. ma1 . ma2

• Balance energía

3 - 2= 1 - 3

. ma1 . ma2

• Balance materia

Enfriamiento con deshumidificación

1 2 3 .QE

.QC

BS

h 1

h 2

1

1

2

h 3

3 2,3

1-2 Deshumidificación . . .QE = mas (h1 – h2) - mas ( 1 –2) hf2

2-3 Calentamiento . .Qc = mas (h3 – h2)

Humidificación

1

2

BS

h 1

h 2

1

2

21

Adición de vapor

BS

h 1

h 2

11

2 2

2 1

Inyección de agua líquida

h1 + (2 – 1) hf = h2 h1>> (2 – 1) hf

h 1 h 2

1 2 agua

Tela mojada

Enfriamiento evaporativo

BS

h 1=h 2

11

2 2

2 1

2´