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Definimos Psicrometra como una rama de la ciencia que trata de las propiedades termodinmicas delaire hmedo y del efecto de la humedad atmosfrica sobre los materiales y sobre el confort humano. Este
aire, conocido como aire hmedo est constituido por una mezcla de aire seco y vapor de aua, donde elaire seco esta compuesto por !itr"eno, #$eno y Di"$ido de carbono, como se sabe, el aire tiene lacapacidad de retener una cantidad variable de vapor de aua en relaci"n a la temperatura del aire, amenor temperatura, menor cantidad de vapor y a mayor temperatura, mayor cantidad de vapor de aua% apresi"n atmosfrica constante.
&os procesos de calefacci"n, refrieraci"n, humidificaci"n y deshumidificaci"n que tienen luar en elacondicionamiento del aire modifican la condici"n del aire desde la representada por el punto de estado
inicial en el baco hasta una condici"n diferente, representada por un seundo punto en el baco.
E$isten cinco procesos posibles'(. Procesos de calor sensible constante )indicados por una temperatura de bulbo seco constante*.+. Procesos de calor latente constante )indicados por un contenido de humedad constante y una
temperatura de punto de roco constante*.. Procesos de entalpa constante o adiabticos )indicados por una temperatura de bulbo hmedo
constante*.-. Procesos de humedad relativa constante )todos los dems factores varan*.. #, finalmente, una modificaci"n que representa una combinaci"n cualquiera de los anteriores y
que no procede a lo laro de ninuna de las lneas de procesos anteriores.
Para esto debe observarse nuevamente'
&as lneas de bulbo seco son lneas de calor sensible constante.
&as lneas de punto de roco son lneas de calor latente constante.
&as lneas de bulbo hmedo son lneas de calor total constante )entalpa constante*.
/ambin es considerado un mtodo para controlar las propiedades trmicas del aire hmedo y set di t t P i t i l l l b0 ti d t t b 0
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que estn determinados por las condiciones de humedad y temperatura ambiental. 5uanto menor sea lahumedad relativa, la velocidad de evaporaci"n ser menor.
En muchas de las operaciones de 1neniera 2umica, el control de las propiedades de las mezclas aire3vapor son determinadas para lorar un funcionamiento satisfactorio del equipo. En el caso de las torresde enfriamiento, por e0emplo, las propiedades ambientales de la temperatura y humedad determinan eldise4o y operaci"n del equipo. En otras aplicaciones las condiciones del aire se deben modificar para suutilizaci"n, por e0emplo, en el secado de s"lidos, el aire se calienta para aumentar la velocidad detransferencia de calor hacia el s"lido y me0orar la velocidad de evaporaci"n o velocidad de secado. Encualquier caso es necesario conocer las propiedades del aire.
O/0et&1o' 5omprender el sinificado de la temperatura de bulbo hmedo y las condiciones necesarias para
su medici"n. 6amiliarizarse con las propiedades ms importantes de las mezclas aire3vapor deaua y el uso de la carta psicromtrica.
5omprender la importancia de la temperatura de bulbo hmedo para una torre de enfriamiento.
Proce,&+&e#to e2per&+e#tal(. 7e supusieron las mediciones de temperatura de bulbo seco y temperatura de bulbo hmedo.+. 8na vez obtenido las temperaturas de bulbo seco y de bulbo hmedo se llevaron a cabo los
clculos correspondientes para la elaboraci"n de la carta de humedad aire3vapor de aua a lapresi"n e$istente en 5uautitln )P9:mm;, intervalo de temperaturas de
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Te+perat!ra .e 3!l/o Seco45C6
Te+perat!ra .e 3!l/o 7+e,o45C6
Ma7ana Tar(e Ma7ana Tar(e)86.9 ,)699 )*6: )86:
Meto,olo"a Para la co#'tr!cc ,e la CartaP'&cro+8tr&ca
Para elaborar la carta de humedad de saturaci"n contra temperatura, para el sistema aire3aua a una
presi"n de :mm; a una temperatura de referencia de < =5 se llev" acabo el siuiente procedimiento.7e realizaron los clculos correspondientes para'
Presi"n De Aapor Del Bua
;umedad Bbsoluta De 7aturaci"n Porcentual Cs )(
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+ .??@
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1#ren2a
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La $iguien2e 2a0"a mue$2ra "a$ 4ume(a(e$ a0$#"u2a$ (e $a2urai;n a 1ar2ir (e "a$ 1re$i#ne$ 1#ren2ua"e$ #02eni(a$en "a 2a0"a an2eri#r6
T Y'
C 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10%
0 0.0044 0.0039 0.0034 0.0029 0.0024 0.0020 0.0015 0.00098 0.00049
1 0.0047 0.0042 0.0037 0.0032 0.0026 0.0021 0.0016 0.00105 0.00053
2 0.0051 0.0045 0.0040 0.0034 0.0028 0.0023 0.0017 0.00113 0.000573 0.0055 0.0049 0.0043 0.0036 0.0030 0.0024 0.0018 0.00121 0.00061
4 0.0059 0.0052 0.0046 0.0039 0.0033 0.0026 0.0020 0.00130 0.00065
5 0.0063 0.0056 0.0049 0.0042 0.0035 0.0028 0.0021 0.00140 0.00070
6 0.0068 0.0060 0.0053 0.0045 0.0038 0.0030 0.0023 0.00150 0.00075
7 0.0073 0.0064 0.0056 0.0048 0.0040 0.0032 0.0024 0.00161 0.00081
8 0.0078 0.0069 0.0060 0.0052 0.0043 0.0035 0.0026 0.00173 0.00086
9 0.0083 0.0074 0.0065 0.0056 0.0046 0.0037 0.0028 0.00185 0.00093
10 0.0089 0.0079 0.0069 0.0059 0.0050 0.0040 0.0030 0.00198 0.00099
11 0.0095 0.0085 0.0074 0.0064 0.0053 0.0042 0.0032 0.00212 0.00106
12 0.0102 0.0091 0.0079 0.0068 0.0057 0.0045 0.0034 0.00227 0.00114
13 0.0109 0.0097 0.0085 0.0073 0.0061 0.0049 0.0036 0.00243 0.00121
14 0.0117 0.0104 0.0091 0.0078 0.0065 0.0052 0.0039 0.00259 0.00130
15 0.0125 0.0111 0.0097 0.0083 0.0069 0.0055 0.0042 0.00277 0.00139
16 0.0133 0.0118 0.0104 0.0089 0.0074 0.0059 0.0044 0.00296 0.00148
17 0.0142 0.0126 0.0111 0.0095 0.0079 0.0063 0.0047 0.00316 0.0015818 0.0152 0.0135 0.0118 0.0101 0.0084 0.0067 0.0051 0.00337 0.00169
19 0.0162 0.0144 0.0126 0.0108 0.0090 0.0072 0.0054 0.00360 0.00180
20 0.0173 0.0153 0.0134 0.0115 0.0096 0.0077 0.0058 0.00383 0.00192
21 0.0184 0.0163 0.0143 0.0123 0.0102 0.0082 0.0061 0.00409 0.00204
22 0.0196 0.0174 0.0152 0.0131 0.0109 0.0087 0.0065 0.00435 0.00218
23 0.0209 0.0185 0.0162 0.0139 0.0116 0.0093 0.0070 0.00464 0.00232
24 0.0222 0.0197 0.0173 0.0148 0.0123 0.0099 0.0074 0.00494 0.00247
25 0.0236 0.0210 0.0184 0.0158 0.0131 0.0105 0.0079 0.00525 0.00263
26 0.0252 0.0224 0.0196 0.0168 0.0140 0.0112 0.0084 0.00559 0.00280
27 0.0268 0.0238 0.0208 0.0178 0.0149 0.0119 0.0089 0.00595 0.00297
28 0.0285 0.0253 0.0221 0.0190 0.0158 0.0126 0.0095 0.00632 0.00316
29 0.0302 0.0269 0.0235 0.0202 0.0168 0.0134 0.0101 0.00672 0.00336
30 0.0321 0.0286 0.0250 0.0214 0.0179 0.0143 0.0107 0.00714 0.00357
31 0.0341 0.0304 0.0266 0.0228 0.0190 0.0152 0.0114 0.00759 0.00379
32 0.0363 0.0322 0.0282 0.0242 0.0202 0.0161 0.0121 0.00806 0.00403
33 0.0385 0.0342 0.0300 0.0257 0.0214 0.0171 0.0128 0.00856 0.00428
34 0.0409 0.0363 0.0318 0.0273 0.0227 0.0182 0.0136 0.00909 0.00454
35 0.0434 0.0386 0.0338 0.0289 0.0241 0.0193 0.0145 0.00965 0.00482
36 0.0461 0.0410 0.0358 0.0307 0.0256 0.0205 0.0154 0.01024 0.00512
37 0.0489 0.0435 0.0380 0.0326 0.0272 0.0217 0.0163 0.01086 0.00543
38 0.0519 0.0461 0.0403 0.0346 0.0288 0.0231 0.0173 0.01153 0.00576
39 0.0550 0.0489 0.0428 0.0367 0.0306 0.0245 0.0183 0.01223 0.00611
40 0.0584 0.0519 0.0454 0.0389 0.0324 0.0259 0.0195 0.01297 0.00648
41 0.0619 0.0550 0.0481 0.0413 0.0344 0.0275 0.0206 0.01375 0.00688
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42 0.0656 0.0583 0.0510 0.0438 0.0365 0.0292 0.0219 0.01459 0.00729
43 0.0696 0.0619 0.0541 0.0464 0.0387 0.0309 0.0232 0.01547 0.00773
44 0.0738 0.0656 0.0574 0.0492 0.0410 0.0328 0.0246 0.01640 0.00820
45 0.0783 0.0696 0.0609 0.0522 0.0435 0.0348 0.0261 0.01739 0.00870
46 0.0830 0.0738 0.0645 0.0553 0.0461 0.0369 0.0277 0.01844 0.00922
47 0.0880 0.0782 0.0684 0.0587 0.0489 0.0391 0.0293 0.01955 0.00978
48 0.0933 0.0829 0.0726 0.0622 0.0518 0.0415 0.0311 0.02074 0.01037
49 0.0990 0.0880 0.0770 0.0660 0.0550 0.0440 0.0330 0.02199 0.01100
50 0.1050 0.0933 0.0816 0.0700 0.0583 0.0467 0.0350 0.02333 0.01166
51 0.1113 0.0990 0.0866 0.0742 0.0619 0.0495 0.0371 0.02474 0.0123752 0.1181 0.1050 0.0919 0.0788 0.0656 0.0525 0.0394 0.02625 0.01313
53 0.1254 0.1114 0.0975 0.0836 0.0696 0.0557 0.0418 0.02786 0.01393
54 0.1331 0.1183 0.1035 0.0887 0.0739 0.0591 0.0444 0.02957 0.01478
55 0.1413 0.1256 0.1099 0.0942 0.0785 0.0628 0.0471 0.03139 0.01570
56 0.1500 0.1334 0.1167 0.1000 0.0834 0.0667 0.0500 0.03334 0.01667
57 0.1594 0.1417 0.1240 0.1063 0.0886 0.0708 0.0531 0.03542 0.01771
58 0.1694 0.1506 0.1318 0.1130 0.0941 0.0753 0.0565 0.03765 0.01883
59 0.1802 0.1601 0.1401 0.1201 0.1001 0.0801 0.0601 0.04004 0.02002
60 0.1917 0.1704 0.1491 0.1278 0.1065 0.0852 0.0639 0.04259 0.02130
61 0.2040 0.1813 0.1587 0.1360 0.1133 0.0907 0.0680 0.04533 0.02267
62 0.2173 0.1931 0.1690 0.1448 0.1207 0.0966 0.0724 0.04828 0.02414
63 0.2316 0.2059 0.1801 0.1544 0.1287 0.1029 0.0772 0.05146 0.02573
64 0.2470 0.2196 0.1921 0.1647 0.1372 0.1098 0.0823 0.05490 0.02745
65 0.2637 0.2344 0.2051 0.1758 0.1465 0.1172 0.0879 0.05861 0.02930
66 0.2818 0.2505 0.2192 0.1879 0.1566 0.1253 0.0939 0.06263 0.0313167 0.3015 0.2680 0.2345 0.2010 0.1675 0.1340 0.1005 0.06699 0.03350
68 0.3229 0.2870 0.2511 0.2152 0.1794 0.1435 0.1076 0.07175 0.03587
69 0.3462 0.3078 0.2693 0.2308 0.1923 0.1539 0.1154 0.07694 0.03847
70 0.3718 0.3305 0.2892 0.2479 0.2066 0.1652 0.1239 0.08262 0.04131
71 0.3999 0.3555 0.3110 0.2666 0.2222 0.1777 0.1333 0.08887 0.04443
72 0.4309 0.3830 0.3351 0.2873 0.2394 0.1915 0.1436 0.09576 0.04788
73 0.4652 0.4135 0.3618 0.3101 0.2585 0.2068 0.1551 0.10338 0.05169
74 0.5034 0.4475 0.3915 0.3356 0.2797 0.2237 0.1678 0.11187 0.05593
75 0.5461 0.4854 0.4247 0.3641 0.3034 0.2427 0.1820 0.12135 0.06068
76 0.5941 0.5281 0.4620 0.3960 0.3300 0.2640 0.1980 0.13201 0.06601
77 0.6484 0.5763 0.5043 0.4322 0.3602 0.2882 0.2161 0.14408 0.07204
78 0.7102 0.6313 0.5524 0.4735 0.3946 0.3157 0.2367 0.15783 0.0789179 0.7813 0.6945 0.6077 0.5209 0.4341 0.3473 0.2604 0.17363 0.08681
80 0.8638 0.7678 0.6719 0.5759 0.4799 0.3839 0.2879 0.19196 0.09598
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8na vez que se obtuvieron las humedades se saturaci"n a diferentes porcenta0es de humedad en unintervalo (
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,68) ,9+)6*::9
,9+)6*:.8
,)*8H8H6,*
6)+. ,*996.++
H
,*9968H
+
,:,)+6
H6+.9 ,:6H,)9
,:6H)H:
,*,:::69
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&neas De 7aturaci"n Bdiabticas
Para las lneas de saturaci"n se realizaron los siuientes clculos para las temperaturas de (
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Para elaborar la carta de humedad de saturaci"n contra temperatura, para el sistema aire3aua a una presi"nde :mm; a una temperatura de referencia de < =5 se llev" acabo el siuiente procedimiento.
Presi"n De Aapor Del BuaPara el clculo de la presi"n de vapor del aua se hizo uso de la ecuaci"n de Bntoine que se muestra acontinuaci"n'
ECUACION DE ANTOINE
PVAP=10(A BC+T) [ ] mmHg
Constantesde Antoine Para el caso del agua:
A=8.10765
B=1750.286
C=235
lnPAsat=A
B
T+C
D"nde'
PAsat=Presi n del componente A
A , B y C=Constantes paracada sustancia
T=Temperatura! C
D l f" l d B t i bti l i" d d l t i t l d t t
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"#
s=( PVAPPTPVAP )$%
$A[ ]
&g ' apor H2
O
&g aire seco
" #s=( PAPTPA )18.02
28.97 D"nde'
" #s=(umedad a)soluta
$%=masa molar del agua &g
& mol
$A=masamolar del aire &g
& mol
PVAP=presiondel 'apor del aguaa tra)a*o
PT=Patm=585mmHg
Por tanto para calcular la humedad absoluta de saturaci"n Cs al )(
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8na vez que se obtuvieron las humedades se saturaci"n a diferentes porcenta0es de humedad en un intervalo(
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Cs=Cpgas+Cp'apor(")
Cs=966.29+1945.66 (0.0263 + g deagua+gde aire seco )
Cs=1017.4076
Jealizando un a0uste de unidades se tiene que el calor hmedo para una temperatura de + =5 correspondea
1017.4076( 1273.15 )=1017.4040 /&g aire seco! C
Entalpia (H 0)
5on los datos obtenidos del calor hmedo para cada temperatura respectivamente se realizaron los clculospara obtener la entalpia de acuerdo a la ecuaci"n mostrada a continuaci"n
H 0=Cs(TT0 )+10 "
D" d T d 3 i (0! C )
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Para el clculo de las lneas de saturaci"n se realizaron los siuientes clculos para las temperaturas de (
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(tast)=(" #as" #)1 as
Cs
Despe0ando'
"#=
Cs
1as(tast)+"as
0
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D"nde't=Te mperatura del aire
tas=Temperatura desaturaci n(a una" - asdada)
" #as=Humedad de saturaci n
" #=Humedad a taire
Cs1=Calor (2 medoa " -
1as=Calorlatente de 'apori5aci n
(ennuestro caso 1as=2442500 /
&g, para una P=797.43Pa)
Donde al sustituir obtenemos que C
"#=
1050.6696
2442500(2525 )+0.0263
"#=0.0263
d l l d l i i bl
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Para conocer el valor correspondiente de la entalpia de aire seco a la misma temperatura se realiz" la
siuiente operaci"n'H 0aire seco=
100525 ! C1000
H 0aire seco=25.125
Bs mismo y siuiendo el mismo procedimiento se calcul" el volumen hmedo, el volumen de aire seco, elcalor hmedo para la misma temperatura )+=5*.5onsiderando que la presi"n es de @@>>.? en Pa y la temperatura en =G de +>:.( tenemos que alsustituir los datos correspondientes en cada ecuaci"n correspondiente se obtendr el valor deseado.
Para el volumen hmedo del aire saturado.
VH=( 129+ "18 ),TPT
VH=( 129+ 0.026318 )8314(298.15 )
77993.6
V =1.1423 m
3
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"#=
1017.8383
2476722.58(100 )+0.0099
"#=0.0140
Co#cl!':
&a Psicrometra, la cual puede considerarse una ciencia, interviene de manera importante en los procesosindustriales, ya que por medio de sta y con ayuda de la carta psicromtrica puede ayudarnos a decidir si
montar o no una torre de enfriamiento, reular la calefacci"n o el tipo de aire acondicionado en un edificio.
!os pareci" un tanto laboriosa esta prctica aun a pesar de que no se tomaron los datos mustrales,puesto que los clculos para obtener una buena rafica realmente son muchos lo cual crea una confusi"ny teniendo en cuenta que los proramas mane0ados no ofrecen las funciones necesarias para podercorrelacionar y e0ecutar una rfica como el diarama de Kolliere.
/omando en cuenta que los valores fueron aleatorios pero muy apro$imados podramos concluir que en elmunicipio de 5uautitln 1zcalli, bien se puede instalar una torre de enfriamiento utilizando el aire comorefrierante, ya que las condiciones ambientales son las "ptimas.
3&/l&o"raa: Perry J. ;., y col., Kanual del 1neniero 2umico, aedici"n, Editorial 8teha, K$ico (>>@.
7mith, Aan !ess y Bbbott, 1ntroducci"n a la /ermodinmica en 1neniera 2umica, ?a edici"n,
Editorial KcLraM3;ill, K$ico +
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+ )+ ,+ + .+ 9+ *+ H+ :+ 8++6++
+6+9
+6)+
+6)9
+6,+
+6,9
+6+
+69
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