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Aplicaciones sicrométricas - 3 La tabla sicrométrica Procesos de acondicionamiento de aire Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Panorama • Cantidades clave • La tabla sicrométrica • Cálculos del proceso de acondicionamiento de aire –Aplicación de la tabla sicrométrica Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Cantidades clave Fundamentos de la tabla sicrométrica Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Mezclas de aire-vapor de agua Vapor pv, T Aire pa, T T Región de vapor: gas supercalentado poco a poco. s Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Cantidades sicrométricas • Gases ideales ( p ~ 1 atm) m • Humedad específica v ma • Humedad relativa pv p sat T , pTotal Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Temperatura de bulbo seco • Es la temperatura medida por un termómetro colocado en una corriente de una mezcla de aire-vapor de agua. Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Temperatura de bulbo seco • Es la temperatura medida con un temómetro cuyo bulbo está rodeado por una esponja saturada de agua o alcohol. Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Mediciones de temperatura TDB TWB Esponja Mezcla de aire-vapor de agua Agua o alcohol Se determina TWB por medio de la transferencia de calor y masa a la esponja. (Para reducir errores en TWB, V ~ 700 - 1000 ft/min.) Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica TDB TWB Esponja Mezcla de aire-vapor de agua Agua o alcohol TWB NO es una propiedad termodinámica. TDP < TWB < TDB siempre Cuando = 1, TWB = TDB = TDP Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Resultados aproximados • A p = ~ 1 atm, TWB = TDP para mezclas de aire-vapor de agua. • Esto NO es verdad cuando las presiones son diferentes de 1 atm o para otras mezclas de gas-vapor. Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica La tabla sicrométrica Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Relación entre y T Vapor pv, T Aire pa, T pg p1 p1 p1 s 0.622 0.622 pa p p1 p1 p g p a 0.622 p g Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica La tabla sicrométrica po = constante c 0.622 d b pg 0.622 a T (bulbo seco) pa pv p pv Para presión total fija p, ( pv ) Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica La tabla sicrométrica • Usualmente, la carta se determina a partir de datos experimentales, aunque existen expresiones analíticas para mezclas de aire-vapor de agua. • Se grafican y con TDP y TWB como parámetros. Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Detalles de la tabla pa = especificada TWB = constante =1 <1 TDB Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Líneas de isoentalpía TWB = constante =1 <1 TDB TWB ~TADB SAT Líneas de entalpía total constante (Btu/lbm-aire seco) Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Mezclado adiabático Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Mezclado adiabático 1 3 2 Q=0 m 1 A h1 m 2 a h2 m 3a h3 m 1a m 2 a m 3a 1m 1a 2 m 2 a 3 m 3a Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Mezclado adiabático 1 3 2 Q=0 Al resolver las ecuaciones anteriores: m1a 3 2 h3 h2 m2 a 1 3 h1 h3 Cada estado queda definido si se conocen dos parámetros cualesquiera de TDB, TWB, h, o . Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Mezclado adiabático m1a 3 2 h3 h2 m2 a 1 3 h1 h3 De esta ecuación, 3 es la combinación lineal ponderada de 1 y 2. Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Mezclado adiabático h2 TWB3 h3 2 h1 3 1 T1 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki T3 T2 Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Mezclado adiabático en supersaturación TWB3 h2 2 h3 3 h1 1 T1 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki T3 T2 Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Procesos de humidificación y deshumidificación Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Humidificación con calentamiento Q h2 h1 (2 1 )h f m a h2 1 2 2 h1 1 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki 1 T1 T2 Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Humidificación por medio de enfriamiento evaporador sin calentamiento 1 2 h1 2 1 1 T2 T1 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Deshumidificación con enfriamiento al mismo bulbo seco inicial Enfriamiento h1 1 h2 Calentamiento =1 2 1 2 T2DB =T1DB Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Saturación adiabática Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Proceso de saturación adiabática Objetivo: para producir una mezcla de aire-vapor de agua con humedad relativa de uno 1 1 1 T1 , p1 Q 0 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki 2 2 1 T2 , p2 m líq ,T2 Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Proceso de saturación adiabática T T1 T2 TDP1 pv2 pv1 1 2 Mezcla no saturada en el estado 1 s Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Proceso de saturación adiabática T Las temperaturas de bulbo seco y del agua alcanzan elequilibrio en la “saturación” T1 T2 TDP1 pv2 pv1 1 2 La evaporación del agua disminuye la temperatura s Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Temperatura de saturación adiabática T pv2 pv1 T1 T2 1 2 TDP1 TADB SAT es una propiedad termodinámica. Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Temperatura de saturación adiabática 1 1 2 1 T1 , p1 T2 , p2 Q 0 liq ,T2 m •El vapor permanece supercalentado. •La evaporación del estado líquido proporciona la humedad adicional (i.e., razón de humedad aumenta). •La energía para la evaporación proviene de la entalpía que entra, h1. •La temperatura final,T2, es menor que T1. Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Temperatura de saturación adiabática 1 1 2 1 T1 , p1 T2 , p2 Q 0 m líq ,T2 Proceso físico: La evaporación del agua ocurre toda vez que pg en la interfaz de vapor de agua es mayor que pv en la mezcla. pv Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki pg > pv Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Temperatura de saturación adiabática 1 1 2 1 T1 , p1 T2 , p2 Q 0 liq , T2 m T2 se llama “temperatura de saturación adiabática”, TSAT ADB Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Temperatura de saturación adiabática 1 1 2 1 T1 , p1 T2 , p2 Q 0 m líq ,T2 T2 = T2(p1,p2,T1,1) h1a 1h1v (2 1 )hf 2 h2a 2h2v Agua/masa agregada de aire seco a T2 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Temperatura de saturación adiabática h1a 1h1v (2 1 )hf 2 h2a 2h2v 1 h1v h f 2 C pa T2 T1 2 h fg 2 Calor sensible en el aire, i.e., cambio en el bulbo seco. Calor de vaporización del agua Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Saturación adiabática h1 h2 ( 2 1 )h f 2 h1 1 =1 T2DB Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki 2 1 T1DB Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Fin de Aplicaciones sicrométricas - 3 Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica Términos y conceptos clave Temperatura de bulbo seco Temperatura de bulbo húmedo Tabla sicrométrica Humidificación con/sin transferencia de calor Deshumidificación con/sin transferencia de calor Saturación adiabática Temperatura de saturación adiabática Ayudas visuales para el instructor Calor, trabajo y energía. Primer curso de termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 13. Módulo 3. Transparencia ‹#› Aplicación sicrométrica - 3 La tabla sicrométrica
