PROCESOS DE HUMIDIFICACIÓN

Normalmente al hablar de humidificación se hace referencia al estudio de mezclas de aire y vapor de agua; en lo que sigue consideraremos aplicables a cualquier tipo de mezclas construidas por un gas y un vapor las ecuaciones que indicamos a continuación.

Suponiendo que el comportamiento de la mezcla cumple con las leyes de los gases ideales, la presión total ejercida por la mezcla será igual a la suma de la presión parcial del gas y de la presión parcial del vapor; o sea

En estas condiciones la fracción molar del vapor es

Es decir, la fracción molar es igual a la composición en volumen.

Para expresar la concentración del vapor en el gas se emplean diversos términos que definimos a continuación.

Humedad Molar o Saturación Molar: Es la relación entre los números de moles de vapor y de gas contenidos en una determinada masa gaseosa.

Humedad Absoluta o Saturación Absoluta.- Es la relación entre el peso de vapor y el peso de gas contenidos en una masa gaseosa.

Para el caso de la meza aire –agua tomando para el aire un peso molecular medio igual a 29 tendremos

Humedad relativa O Saturación Relativa.- Es el cociente entre la presión parcial del vapor y la tensión de vapor a la misma temperatura.

Humedad porcentual o Saturación Porcentual.- Es la relación entre la humedad existente en la masa gaseosa y la que existiría si estuviera saturada.

Punto de rocío.- Es la temperatura que alcanza la masa de gas húmedo en la saturación por enfriamiento a presión constante. Una vez alcanzada esta temperatura, si se continúa enfriando la mezcla se irá condensando el vapor, persistiendo las condiciones de saturación.

Volumen especifico del gas húmedo.- Es el volumen ocupado por la mezcla que contiene 1 Kg de gas, y viene dado por:

Para el caso de la mezcla aire- vapor de agua, expresando P en atmosferas y T en ºK, el volumen especifico (en metros cúbicos por kilogramo de aire seco) viene dado por

Calor especifico del gas húmedo.- Es el calor que hay que suministrar a 1 Kg de gas y al vapor que contiene para elevar 1°C su temperatura, manteniendo constante la presión

Para el caso aire-vapor de agua

Entalpia especifica.- Es la suma del calor sensible de 1 Kg de gas, y el calor latente de vaporización del vapor que contiene a la temperatura a la que se refieran las entalpias

Para el caso de aire –agua, tomando como entalpia de referencia la del agua líquida a 0°C,

Temperatura de bulbo seco: Es la temperatura de una mezcla vapor-gas determina en la forma ordinaria por inmersión de un termómetro en la mezcla.

Volumen húmedo: El volumen húmedo VH de una mezcla vapor-gas es el volumen de masa unitaria de gas seco y de su vapor acompañante a la temperatura y presión dominantes. Para una mezcla de humedad absoluta Y’ en t. y p, presión total, la ley de los gases ideales da el volumen húmedo como

en donde VH= m3/kg; tG = ºC; pt = N/m2 . El volumen húmedo de una mezcla saturada se calcula con Y’ = Y,, y para un gas seco con Y’ = 0. Entonces, estos valores pueden graficarse contra la temperatura sobre una carta psicrométrica. Para mezclas saturadas parcialmente, VH puede interpolarse entre los valores de saturación de 0 a 100 en por ciento a la misma temperatura, de acuerdo con la saturación por ciento. Cuando la masa de gas seco en una mezcla se multiplica por el volumen húmedo, se obtiene el volumen de la mezcla.

Calor húmedo: El calor húmedo Cs es el calor que se requiere para aumentar la temperatura de la masa unitaria del gas y su vapor acompañante 1 ºC a presión constante. Para una mezcla de humedad absoluta Y’ ,

Si no existe evaporación, ni condensación, el calor en BTU necesario para que la temperatura de una masa IV, de gas seco y su vapor acompañante aumente una cantidad At, será.