Mezcla de gases ideales. Psicrometría

Mezcla de gases ideales. Psicrometría Capitulo VI Aplicaciones de la Termodinámica Ms. Moreno Quispe, Gustavo

Mezcla de gases ideales P Ley de Dalton P = PA + PB + PC +...+ Pi Pi Ni ri = -- = -- P NT gas A gas C Ley de Amagat gas B V V = VA + VB + VC +...+ Vi Pi Ni Vi ri = -- = -- = -- P NT V Ley de Gibbs Dalton mR´m = m1 R´1+ m2 R´2 +...+ mi R´i Las propiedades de una mezcla de gases ideales se pueden calcular a partir de las propiedades de los gases constituyentes mhm = m1 h1+ m2 h2 +...+ mi hi mcpm = m1 cp1+ m2 cp2 +...+ mi cpi Fracción molar Ni ri = -- NT NT = NA + NB + NC +...+ Ni

Temperatura de rocío R Mínima Tª que puede tener el aire húmedo sin que el vapor de agua se condense.  A)> R Aire húmedo no saturado R)= R Aire húmedo saturado < R Aire húmedo sobresaturado C Pv A A R R s Aire húmedo Aire seco Ra´=287 J/kg k Vapor de agua Rv´=461,5 J/kg k Aire húmedo + = P =Pa + Pv PaV = ma Ra´T PvV = mv Rv´T

mv  = -- ma Pv  =0,622 ---- P -Pv Humedad absoluta kg ----- kg a.s. Aire saturado 100  Pv  = -- Ps Humedad relativa Aire seco 0  Entalpía del aire húmedo H = maha + mvhv H h = -- = ha+ hv ma Origen de referencia 0ºC 1 atm ha = cpa kJ ----- kg a.s. h = +  (2501+ 1,82) hv = 2501+ 1,82  φ = -- s humedad absoluta ------------------- humedad de saturación Grado de humedad Parámetros característicos

1 1 2 2 Aire no saturado Aire saturado 1 2 3 2 , hf2 Agua líquida Hent = Hsal h1 + (2 - 1) hf2 = h2 cpa (2 - 1) + 2(hv2 – hf2) 1 = --------------------- hv1 – hf1 h1 = cpa 1+ 1 hv1 Psicrómetro h2 = cpa 2+ 2 hv2 Técnica de saturación adiabática  C Pv A 1 2 2 R R s

BS = BH aire saturado BS - BH aire no saturado Mirando en tablas  BS >>> BH (BS - BH)  disminuye BS > BH (BS - BH)  aumenta Psicrómetro • BSTª de bulbo seco BS BH • BHTª de bulbo húmedo BS - BH Aire gasa humedecida Psicrómetro normal

Carta psicrométrica Operaciones básicas en el acondicionamiento de aire y otros... Torres de refrigeración Factor de by-pass en un serpentín Acondicionamiento de aire Operaciones básicas en el acondicionamiento de aire Calentamiento y enfriamiento sensible Mezcla adiabática de dos corrientes Enfriamiento con deshumidificación Humidificación

 Humedad relativa 115 90 70 60 50 40 30 20 0´9 30 90 Entalpía específica kJ/kg 65 25 Volumen específico m3/kg aire seco 0´85  Humedad absoluta kg/kg aire seco 20 40 15 Tª bulbo húmedo ºC 15 0´8 10 5 0 0´75 -10 -5 -10 Tª bulbo seco ºC -10 -5 0 5 10 35 40 45 50 55 60 Carta psicrométrica 0.025 0.020 0.015 0.010 0.005 0.000

Balance de materia . . . mas (2 – 1) = mA - mB Balance de energía . . . mas (h2 – h1) = mAhA - mBhB Aire caliente Torres de refrigeración 2 A Agua caliente 1 Aire frío . . mB= mas . mB masa agua fría mB= ---------- kg aire seco Agua fría B . . mA= mas . mA masa agua caliente mA= ------------ kg aire seco

. Q 1 2   Factor de by-pass R 1 2 A Factor de contacto B.P = --- B.P = ---  2 BS  1 1A 1A 12 2A Factor de by-pass en un serpentín •  Estado inicial del aire •  Estado final del aire • A  Punto de rocío del serpentín • R  Punto de rocío del aire

Acondicionamiento de aire

. Q 1 2  1 2   h 2 h 1 1 2 1= 2  1  2 BS Calentamiento y enfriamiento sensible . . Q = mas (h2 - h1) < 0

Balance energía . ma1  3 -  2 ---- = ------  1 -  3 . ma2 • Balance materia  3  . ma1 h 2 h 3 - h 2  3 -  2 ---- = ------  ------ h 1 - h 3  1 -  3 . ma2 h 3 2 2 h 1 3 3 1 1  1  3  2 BS Mezcla adiabática de dos corrientes . m1 h1 1 . m3 h3 . m2 h2 2

1-2 Deshumidificación . QE . QC 1 2 3 . . . QE = mas (h1 – h2) - mas (1 –2) hf2 2-3 Calentamiento  . . Qc = mas (h3 – h2) h 1  1 h 3 1 h 2 3 2,3 2 BS Enfriamiento con deshumidificación

Adición de vapor Inyección de agua líquida h 2  h 2  2 2 h 1 2 h 1 2 1 1 1 1 1 2 BS 2 1 BS 1 agua 2 Enfriamiento evaporativo  Tela mojada h 1=h 2 2´ 2 2 h1 + (2– 1) hf =h2 1 h1>>(2– 1) hf 1 h 1  h 2 BS 2 1 Humidificación

Mezcla de gases ideales. Psicrometría