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UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRION

FILIAL LA MERCED FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS E. F. P. EN INGENIERÍA DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

PROCESOS PSICOMÉTRICOS: CALENTAMIENTO ENFRIAMIENTO Y HUMIDIFICACIÓN Y MEZCLA CATEDRÁTICO: Ing. YAPIAS ECHEVARRÍA, CRIN. CATEDRA: INGENIERÍA III ALUMNOS:

SEMESTRE

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CARHUANCHO CASTRO, Rosavel.

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CRISTÓBAL ROJAS, Miriam.

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SALAZAR CHAVES, Misael.

: “VIII”

LA MERCED – CHANCHAMAYO 2017

2017

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I.

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INTRODUCCION En los procesos de humidificación la mezcla vapor-gas más utilizado es la del aire como gas y el agua como vapor. El aire es una mezcla gaseosa, cuya composición no cambia en una altura considerable. El aire está constituido básicamente por nitrógeno (N) en una proporción del 75.51% y de oxigeno (O2) con un 23.01%, el 1.48% restante lo constituyen el argón (A), anhídrido carbónico (CO2), hidrógeno (H2), Neón (Ne), Helio (He), Kriptón (Kr) y Xenón (Xe). Además de estos gases permanentes, el aire contiene cantidades variables de vapor de agua, debido a los procesos de evaporación y de anhídrido carbónico (CO2), debido básicamente a los procesos de combustión además de la generación de ozono. Estos gases provocan efectos que impactan el medio ambiente, ya que su exceso crea ambientes de alta temperatura y toxicidad. Las propiedades de las mezclas vapor-gas o gases húmedos son estudiados por la psicometría que en su etimología griega (frío y metro) significa la medición del frío. Estas propiedades permiten explicar los diferentes procesos para lograr las condiciones de bienestar en el cuerpo humano y las condiciones de conservación en los procesos industriales. Algunas de estas propiedades se pueden determinar experimentalmente, utilizando un psicrómetro o analíticamente, calculándola a través de ecuaciones, cuya representación gráfica se logra mediante la elaboración de un diagrama psicométrico. (Pilatowsky Figueroa, 2002).

II.

OBJETIVOS 

 

conocer los equipos fundamentales para determinar las características del aire y realizar su acondicionamiento teniendo en cuenta las temperaturas del bulbo seco y temperaturas del bulbo húmedo para que posteriormente se pueda graficar en la carta psicométrica. Ejecutar en forma práctica las operaciones de acondicionamiento de aire conocer la tabla psicométrica, las propiedades termodinámicas y manejo de software informático.

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III.

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REVISIÓN BIBLIOGRAFICA 3.1. PSICROMETRÍA La Psicrometría (del griego ψυχρομετρία, compuesto por ψυχρός, «frío», y μετρία, «medición»),1 es una rama de la ciencia dedicada al estudio de las propiedades termodinámicas del aire húmedo y al efecto de la humedad atmosférica en los materiales y en el confort humano. El aire húmedo está constituido por una mezcla de aire seco y vapor de agua. El cálculo de sus parámetros, se puede hacer analíticamente mediante las ecuaciones que los relacionan o gráficamente mediante diagramas construidos a partir de esas ecuaciones. En la práctica se utiliza más este segundo método, por su rapidez sin gran menoscabo de la exactitud y porque ofrecen un resultado visual de la transformación. Con la aparición de los sistemas digitalizados de medición, todas estas operaciones se efectúan automáticamente gracias a la capacidad de cálculo de dispositivos informáticos programados al efecto. 3.2.

DIAGRAMA PSICOMÉTRICO Un diagrama psicométrico o carta de humedad, es una representación de varias propiedades de una mezcla gas vapor, que proporciona, de forma concisa, una gran cantidad de datos de propiedades físicas de las mismas. El más común de ellos corresponde al sistema aire agua a 1 atm, y se utiliza ampliamente en el análisis de humidificación, secado y procesos de acondicionamiento de aire. La base de la construcción de estos diagramas es la regla de las fases de Gibbs, la cual establece que al especificar cierto número de variables intensivas de un sistema, queda establecido el valor de las variables intensivas restantes Las distintas líneas que forman el diagrama psicrométrico se definen a continuación: 3.2.1. Líneas de humedad constante La humedad es la otra variable independiente y está representada en el eje Y. Son líneas paralelas al eje X. Este eje está a la derecha del diagrama. Su unidad es g ó kg de vapor de agua/kg de aire seco. 3.2.2. Líneas de presión de vapor constante Existe una relación directa entre la humedad específica y la presión parcial de vapor, con lo que, a veces, se añade una doble escala en el eje Y representando la presión parcial de vapor. Las líneas de presión parcial de vapor constante son paralelas al eje X. Su unidad es el pascal.

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3.2.3. Líneas de humedad relativa constante Son líneas curvas expresadas en tanto por ciento. La correspondiente al 100% es la denominada curva de saturación, que limita el diagrama por su lado izquierdo. Es la proporción entre la cantidad real de humedad en el aire y la cantidad máxima de humedad que puede contener el aire a esa T° La cantidad de humedad que el aire puede contener depende de su T°. φ cambia con la T° aunque su humedad específica permanezca constante. ω se determina por medio de higrómetros, en los cuales se extrae toda la humedad por medio de un agente químico. La humedad se determina pesando dichos agentes químicos. Para medir φ de forma continua, existen higrómetros eléctricos que constan de capacitores o fibras que cambian su resistencia o se dilatan en forma proporcional a la humedad. 3.2.4. Líneas de temperatura húmeda constante Son arcos de hipérbola, aunque en su representación gráfica son prácticamente líneas rectas de pendiente negativa con respecto a los ejes. Su unidad es ºC. 3.2.5. Líneas de entalpía específica constante Son arcos de hipérbola, aunque en su representación gráfica son prácticamente líneas rectas de pendiente negativa con respecto a los ejes y prácticamente coincidentes con las de temperatura húmeda constante. Las unidades de la entalpía específica son. kJ/kg de aire seco. En el sistema Técnico (aún muy utilizado) kcal/kg aire seco Se expresa en términos de Ha y Hv. En la mayoría de las aplicaciones prácticas, y p p la cantidad de aire seco en la mezcla aire - H2O – vapor permanece constante pero la cantidad de vapor de H2O cambia. Por consecuencia la H del aire húmedo se expresa por unidad de masa de aire seco y no por unidad de masa de la mezcla aire - H2O – vapor. SI se consultan las tablas de vapor de H2O o el Diagrama de Mollier para el H2O, se comprueba que la H del vapor de H2O sobrecalentado a bajas P de vapor está muy próxima a la del vapor saturado a la T° de la mezcla. Entonces: hv ≈ hvs (T).

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3.2.6. Líneas de temperatura de rocío constante Como la temperatura de rocío depende únicamente de la presión parcial del vapor, se puede añadir al diagrama una tercera escala en el eje Y con la temperatura de rocío, siendo la línea de temperatura de rocío constante paralela al eje X. Se suele representar dicha temperatura sobre la línea de saturación, correspondiente a una humedad relativa del 100%. 3.2.7. Líneas de volumen específico constante Son aparentemente rectas paralelas con cierta pendiente sobre los ejes. Sus unidades son m3/kg aire seco. 3.3.

PRINCIPIOS BÁSICOS DE PSICOMETRÍA 3.3.1. aire seco y aire atmosférico El aire es una mezcla de N2, O2 y pequeñas cantidades de otros gases. Aire seco: no contiene vapor de H2O. Se lo trata como si fuera un componente puro. La Tº del aire en aplicaciones de acondicionamiento varía de – 10 a cerca de 50C. T En este intervalo el aire seco puede tratarse como un gas ideal con un valor Cp constante de 1.005 kJ/kg K [0.240 Btu/ lbm R] con una diferencia despreciable (