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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE COTOPAXI FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS Y RECURSOS NATURALES

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE COTOPAXI FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS Y RECURSOS NATURALES CARRERA: INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL.

MATERIA: Operaciones unitarias II INTEGRANTES: CICLO SEXTO “A” DOCENTE Ing. Gabriela Chacón

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I. TEMA 

Medición de las propiedades del aire mediante carta psicométrica

II. OBJETIVOS:  General 

Observar las propiedades termodinámicas y sus aspectos fundamentales en presencia de humedad en el aire y otros gases presentes

 Especifico 

Determinar la humedad relativa presente en la atmósfera, a condiciones normales mediante un termómetro de bulbo seco y bulbo húmedo.



Analizar los valores que se obtendrá de las propiedades termodinámicas del higrómetro versus el resultado de humedad relativa de la carta.



Leer y analizar correctamente Diagramas psicométricos.

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III.

INTRODUCCIÓN

La Psicrometría trata la sustancia aire como una mezcla de dos gases que no reaccionan entre sí y se comportan casi como dos gases ideales: aire seco y vapor de agua como la medición de calor y las propiedades de vapor de agua del aire. Las variables psicrometrías comúnmente usadas son temperaturas, HR temperatura de roció y temperatura de bulbo húmedo. Todas las propiedades psicométricas del aire son determinadas mediante la medición de dos variables psicométricas por ejemplo si medimos las temperaturas del bulbo húmedo y del bulbo seco se puede determinar la temperatura de roció, presión de vapor entre otras con la ayuda de la carta psicométrica se pueden medir muchas más variables para determinar el estado psicométrico del aire (Kader, 2011). Habla del estudio de las propiedades termodinámicas del aire como calor, trabajo y energía. Psicrometría es una palabra que impresiona, y se define como la medición del contenido de humedad del aire. Ampliando la definición a términos más técnicos, psicrometría es la ciencia que involucra las propiedades termodinámicas del aire húmedo, y el efecto de la humedad atmosférica sobre los materiales y el confort humano. Ampliando aún más, incluiríamos el método de controlar las propiedades térmicas del aire húmedo. Lo anterior, se puede llevar a cabo a través del uso de tablas psicométricas o de la carta psicométrica. (Cubillan, 2015).

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IV.

METODOLOGÌA Y PROCEDIMIENTO EQUIPOS Y MATERIALES:

III.



Diagrama psicrómetro



Algodón



Dos termómetros de mercurio



2 Soportes



Vaso de precipitación pequeño



Higrómetro PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1. Se realizará 15 mediciones o ensayos de temperatura, uno cada 20 minutos, es decir, el trabajo dura 5 horas continuas, con la finalidad de poder obtener distintas condiciones ambientales. El procedimiento será el siguiente para cada uno de las mediciones. 2. Tomar un termómetro y medir la temperatura del medio ambiente, este será nuestra temperatura de bulbo seco, registrarla en la hoja de datos (Cuadro No. 1). 3. Teniendo el otro termómetro en mano, mojar con agua fresca una pequeña porción de algodón y cubrir la parte del bulbo (amarrar o sujetar adecuadamente), tomar la medición de la temperatura, ya que ésta representará la temperatura de nuestro bulbo húmedo. Tener cuidado en cuanto la lectura, ya que esta debe ser menor que la temperatura de bulbo seco, por lo tanto se debe dejar que se estabilice el régimen de temperatura. Una vez realizado lo anterior, registrarla en la hoja de datos. 4. Repetir el paso 2 y 3 (cada 20 minutos), tomando en cuenta que deben ser 15 mediciones (temperatura de bulbo seco y húmedo). 5. Al término de las mediciones y con ayuda de la carta psicométrica, se deben de obtener los siguientes valores: Humedad, Humedad Relativa, Calor Húmedo, Volumen Húmedo y Temperatura de Rocío (Cuadro No. 2). 6. Por último obtener el promedio de cada uno de los valores calculados con ayuda de la carta psicométrica (Cuadro No. 3). 7. Compare los valores obtenidos de la humedad relativa del higrómetro versus el resultado de humedad relativa de la carta.

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8. Utilice la carta psicométrica adecuada según la altitud.

IV.

RESULTADO Los siguientes datos obtenidos con el termómetro del bulbo seco y bulbo húmedo fueron realizados con una “altitud de 2739 m sobre el nivel del mar en Salache con una presión atmosférica de 762.81 mm Hg”. (Citipedia, 2019)

CUADRO No. 1 VALORES

TBS (°C)

TBH (°C)

HIGRÓMETRO HR%

T(°C)

Ensayo 01

20

19

61

20.1

Ensayo 02

19.5

19

61

20.1

Ensayo 03

19.5

19

61

20.3

Ensayo 04

20

19

62

21.4

Ensayo 05

21

20

64

21.7

Ensayo 06

21

19

64

22.1

Ensayo 07

21

20

65

22.2

Ensayo 08

21

20

65

21.5

Ensayo 09

22

20

63

23

Ensayo 10

22.5

21

66

23.4

Ensayo 11

23

21

67

23.9

Ensayo 12

23

21

68

23.7

Ensayo 13

23

21

66

23.9

Ensayo 14

23

22

65

23.6

Ensayo 15

22

22

59

22.2

PROMEDIO

21.4

20.2

63.8

22.2

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CUADRO No. 2 Los datos se obtuvieron mediante una interpolación de las cartas psicométricas de temperaturas normales con presión atmosférica de 70,100kPa y 77,100kPa y con una altitud de 3000 m y 2250 m respectivamente.

VALORES HUMEDAD

HUMEDAD

CALOR

VOLUMEN TEMPERATURA

RELATIVA

HÚMEDO

HÚMEDO

DE ROCÍO

CALCULADA Ensayo 01

0.020

92.65

71

1.24

19

Ensayo 02

0.020

97.65

71

1.23

19

Ensayo 03

0.020

97.65

71

1.23

19

Ensayo 04

0.020

92.65

71

1.24

19

Ensayo 05

0.021

92.65

75

1.24

20.1

Ensayo 06

0.019

87

71

1.24

18.5

Ensayo 07

0.021

92.65

75

1.24

20.1

Ensayo 08

0.021

92.65

75

1.24

20.1

Ensayo 09

0.020

87

75

1.25

19.8

Ensayo 10

0.022

90

79

1.26

21.3

Ensayo 11

0.022

87.65

79

1.26

21.1

Ensayo 12

0.022

87.65

79

1.26

21.1

Ensayo 13

0.022

87.65

79

1.26

21.1

Ensayo 14

0.024

94.65

84

1.27

23.1

Ensayo 15

0.024

99.65

84

1.27

23.5

Formula de interpolación

𝑌 = Y1 +

𝑌2 − 𝑌1 (𝑋 − 𝑋1) X2 − X1

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Ejercicio de interpolación ( Humedad relativa)

Datos X=2739m Y=? X1= 2250 m X2= 3000 m Y1= 92 Y2=93

𝑌 = 92 +

93 − 92 (2739 − 2250) 3000 − 2250 𝑌 = 92.65%

CUADRO No. 3 VALORES HUMEDAD PROMEDIO

0.021

HUMEDAD

CALOR

RELATIVA HÚMEDO 91

76.8

VOLUMEN TEMPERATURA HÚMEDO

DE ROCÍO

1.25

20.5

DISCUSIÓN Los datos obtenidos en el cuadro 1 son tomados con los instrumentos de medida de temperatura con dos termómetros y un hidrómetro para la toma de medida de la humedad relativa se graficó en dos cartas psicométricas de 3000m y 2250m de altitud, en la cual se realizó la interpolación para obtener el valor real de la humedad, humedad relativa, calor húmedo, volumen húmedo y temperatura de roció del aula de 6to “A”, a una altitud de 2739 m sobre el nivel del mar en Salache - Latacunga. Los datos obtenidos de la humedad relativa en la carta y el higrómetro hay una gran diferencia notoria del 91% y 63.8% respectivamente de los promedios del cuadro 1 y 3, esto se debe a que la humedad relativa de la carta no tiene una gran diferencia de temperaturas con respecto al bulbo seco y al bulbo húmedo, hay poca diferencia entre una y otra temperatura, lo que indica que hay poca evaporación, lo cual la humedad relativa es alta en la carta psicométrica. En cambio el higrómetro es mucho más preciso, que nos indica la humedad relativa real del aula de 6to “A”. (Press, 1966)

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V.

CUESTIONARIO

Definir: -

Humedad Relativa.- El valor de humedad absoluta no es fijo, sino que depende de la temperatura del aire. A más temperatura de aire, más cantidad de agua admite.

-

Humedad Absoluta.- Cantidad de agua, vapor de agua o cualquier otro líquido que está presente en la superficie o el interior de un cuerpo o en el aire.

-

Temperatura de rocío.- El punto de rocío se define como: la temperatura debajo de la cual el vapor de agua en el aire comienza a condensarse.

-

Calor especifico.- Al calor específico también se le conoce como capacidad calorífica específica o capacidad térmica específica.

-

Volumen especifico.- El volumen específico es la relación entre el volumen de un cuerpo y su masa

En función a los resultados obtenidos, ¿cómo varían el TBS y TBH en función a las condiciones ambientales simuladas? Mediante los resultados obtenidos se observa que existe una variación con el TBS Y TBH. Ya que en el TBS el vapor de aire se convierte en líquido y del TBH el líquido se convierte en vapor húmedo también varía en la temperatura que se encuentre el cuarto, provocando una temperatura más baja que la del bulbo seco. (Castillo, 2007) ¿Por qué desciende la temperatura en el termómetro de Bulbo húmedo? El termómetro de bulbo húmedo es un termómetro de mercurio que tiene el bulbo envuelto en un paño de algodón empapado de agua, que se emplea para medir la temperatura húmeda del aire. .Según el autor (Rodríguez, 2007.)

Al

proporcionarle una corriente de aire, el agua se evapora más o menos rápidamente dependiendo de la humedad relativa del ambiente, enfriándose más cuanto menor sea ésta, debido al calor latente de evaporación del agua.

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Según (Rodríguez, 2007.)que de esta manera desciende la temperatura con respecto a la humedad del aire. ¿Cuáles son los factores que intervienen o influyen en el incremento o disminución del TBS y el TBH? Dependen de varios factores, pero principalmente de la temperatura, la humedad del aire, y la velocidad del aire, así permite una temperatura más baja que del bulbo seco. ¿Dónde habrá mayor porcentaje de vapor de agua, en la costa o en la sierra? El mayor porcentaje de humedad en la costa son mucho más notorios que en las ciudades del interior. En realidad, el fenómeno era una gran condensación de vapor de agua. Existe mayor sudoración debido a la humedad en verano. (Calderón., 2001.)

VI.

CONCLUSIONES 

Se logró efectuar las mediciones de temperatura de bulbo seco y húmedo mediante el termómetro y se pudo concluir que la humedad relativa varían de acuerdo al -tiempo.



Por tanto se puede decir que los valores de las propiedades termodinámicas del aire aumentan cuando se realizan a alturas elevadas a nivel del mar.



Si se logró obtener los resultados de propiedades termodinámicas con la carta psicométrica.

VII.

RECOMENDACIONES 

Se recomienda tomar temperaturas las veces que se considere necesario, para comparar los resultados obtenidos.



Se sugiere realizar la práctica en varios lugares

en diferentes

condiciones de tiempo atmosférico, para comparar los datos con respecto a humedad relativa y obtener las debidas conclusiones.

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VIII.

BIBLIOGRAFÍA

Calderón., T. (17 de Junio de 2001.). Apuntes del Curso de Termodinámica II. . Obtenido de http://www.scalofrios.es/Climatizacion/Psicrometria/Apuntes%20Maquinas%20(Psicr ometria).pdf. Castillo, D. (FEBRERO de 2007). ANALISIS CLIMATOLOGICO. Obtenido de http://www.wamis.org/countries/ecuador/ecu200702.pdf. Cubillan, L. (21 de febrero de 2015). Obtenido de http://leinercubillanpsicometria.blogspot.com/ Kader, A. A. (2011). tecnologia poscosecha. california. Obtenido de https://books.google.com.ec/books?id=x62K8WywAt4C&pg=PA151&dq=psicrometr% C3%ADa&hl=es-419&sa=X&ved=0ahUKEwjGsOWVlLiAhXMxlkKHfc2BRIQ6AEIKDAA#v=onepage&q=psicrometr%C3%ADa&f=false Press, J. H. (1966). A History of the Thermometer. Obtenido de https://www.cambridge.org/core/journals/british-journal-for-the-history-ofscience/article/scientific-instruments-and-museums-a-history-of-the-thermometerand-its-use-in-meteorology-by-w-e-knowles-middleton-baltimore-johns-hopkinspress-london-oxford-univ Rodríguez, F. D. (2007.). MI LABORATORIO DE TERMOFLUIDOS. . Obtenido de olimpia.cuautitlan2.unam.mx/pagina_ingenieria/mecanica/mat/mat_mec/m7/Manual _ Practicas_LABORATORIO DE TERMOFLUIDOS_2017-1.pdf.

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IX.

ANEXOS

Algodón y vaso

Termómetro húmedo

Hidrómetro

en

termómetros

bulbo Termómetro de bulbo seco Medición de la humedad y temperatura