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UNIDAD III
PROPIEDADES PSICROMÉTRICAS DEL AIRE
PRINCIPIOS BÁSICOS
LEY DE BOYLE
A UNA TEMPERATURA CONSTANTE, EL VOLUMEN DE UNA MASA DADA DE GAS PERFECTO VARIA
INVERSAMENTE A LA PRESIÓN ABSOLUTA
P1
v
 2
P2
v1
donde:
P = Presión absoluta
v = Volumen específico
P1 .v1  P2 .v2  Pn .vn
LEY DE CHARLES
CUANDO UN GAS PERFECTO RECIBE CALOR A VOLUMEN CONSTANTE, LA PRESIÓN ABSOLUTA VARÍA
LA EN FORMA DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A LA TEMPERATURA
P1 T1

P2 T2
donde:
P = Presión absoluta
T = Temperatura absoluta
P1 P2

T1 T2
LEY DE JOULE
CUANDO UN GAS PERFECTO SE EXPANDE SIN HACER TRABAJO SU TEMPERATURA PERMANECE
INALTERABLE, YA QUE SU ENERGÍA INTERNA PERMANECE TAMBIÉN INALTERABLE. LA ENERGÍA
INTERNA DE UN GAS PERFECTO ES FUNCIÓN SÓLAMENTE DE LA TEMPERATURA.
LEY DE AVOGADRO
IGUALES VOLÚMENES DE CUALQUIER GAS A LA MISMA PRESIÓN Y TEMPERATURA, TIENEN El MISMO
NÚMERO DE MOLÉCULAS.
GAS PERFECTO
TODO GAS QUE CUMPLA CON LAS LEYES DE BOYLE, CHARLES JOULE Y AVOGADRO.
COMBINACIÓN
SEGÚN BOYLE: P1.v1
 P2 .v2  Pn .vn  K
SEGÚN CHARLES:
P1 P2 Pn


K
T1 T2 Tn
POR TANTO A:
P.v
T
COMO T1 = T2 
P1.v1 P2 .v2 Pn.vn


K
T1
T2
Tn
COMO v1 = v2 
P1.v1 P2 .v2 Pn.vn


K
T1
T2
Tn
SE LE LLAMA CONSTANTE R DE LOS GASES PERFECTOS
Multiplicando la expresión por la masa y como V = v.m, se tiene:
R
P.v
T

P.v.m  R.T
Luego:
P.V  m.R.T
Llamada Ecuación Característica de los Gases Perfectos o Ideales
CARACTERÍSTICA DE LA MEZCLA VAPOR-AIRE
LA ATMÓSFERA QUE RODEA LA TIERRA ES UNA MEZCLA DE GASES CUYA COMPOSICIÓN ES:
ELEMENTO
Nitrógeno
Oxígeno
Argón
Volumen (%)
Peso (%)
70.1
76.0
20.9
23.1
1.0
0.9
REFERIDOS AL AIRE SECO. LA HUMEDAD PUEDE VARIAR ENTRE 0% y 4%
CALOR ESPECIFICO (Cp):
No es constante para el aire. Depende de la temperatura. para Fines prácticos se usa:
cP  0.24 Btu/lb.F
DENSIDAD (p):
Al igual que el Cp depende de la temperatura Se puede usar como promedio la densidad del aire seco a 70 °F y presión
atmosférica 29.97 in Hg, igual a:
  0.07496 lb/ft³
VOLUMEN ESPECIFICO (v):
Es el recíproco de la densidad,
v  1/ 0.07496 lb/ft³
v = 13.34 ft³/lb (aire seco)
v = 13.68 ft³/lb aire saturado)
v = 13.47 ft³/lb (mezcla aire-vapor)
HUMEDAD ABSOLUTA O DENSIDAD (d):
MASA DEL VAPOR DE AGUA CONTENIDA EN EL VOLUMEN TOTAL DE LA MEZCLA
dv  mv
y
V
dd  md
donde:
V
V = volumen de la mezcla
mv = masa del vapor de agua en la mezcla
md = masa del vapor de agua que satura la mezcla
dv = densidad del vapor de agua no saturado
dd = densidad del vapor de agua saturado
HUMEDA RELATIVA ():
RELACIÓN DE LA DENSIDAD DEL VAPOR AGUA EN EL AIRE CON LA DENSIDAD DE SATURACIÓN A LA
TEMPERATURA CORRESPONDIENTE, O BIEN, LA RELACIÓN DE LA PRESIÓN PARCIAL DEL VAPOR DE
AGUA EN EL AIRE CON LA PRESIÓN DE SATURACIÓN A LA TEMPERATURA CORRESPONDIENTE.
  100 xdv / dd
ó
  100 xPv / Pd
donde:
 = humedad relativa
Pv = presión del vapor de agua en la mezcla
Pd = presión de saturación del vapor de agua
dv = densidad del vapor de agua no saturado
dd = densidad del vapor de agua saturado
HUMEDAD ESPECIFICA (W):
RELACIÓN ENTRE LA MASA DEL VAPOR DE AGUA Y LA MASA DEL AIRE SECO CONTENIDA EN El
VOLUMEN TOTAL DE LA MEZCLA.
Wv = mv/ma
y
Wd = md/ma
donde Wv = humedad especifica de la mezcla no saturada
Wd = humedad específica de la mezcla saturada
mv = masa del vapor de agua en la mezcla
md = masa del vapor de agua que satura la mezcla
ma = masa unitaria de aire seco
RELACIÓN ENTRE LAS PRESIONES PARCIALES Y HUMEDAD ESPECIFICA:
Wv  0.622 x
Pv
Pv
y Wd  0.622 x
Pb  Pd
Pb  Pv
donde:
Wv = humedad específica de la mezcla no saturado
Wd = humedad específica de la mezcla saturada
Pv = presión del vapor de agua en la mezcla
Pd = presión de saturación del vapor de agua
Pb = presión total
RELACIÓN DE SATURACIÓN:
RELACIÓN ENTRE LA HUMEDAD ESPECIFICA EN CONDICIÓN DE N0 SATURACIÓN CON LA HUMEDAD
ESPECIFICA EN CONDICIÓN DE SATURACIÓN

Wv
Wd
donde:
relación dé saturación
Wv = humedad especifica de la mezcla no saturada
Wd = humedad específica de la mezcla saturada
HUMEDAD RELATIVA Y RELACIÓN DE SATURACIÓN:

1  Pd / Pb
x
1   ( Pd / Pb )
donde:
 = relación de saturación
 = humedad relativa
Pb = presión atmosférica
Pd = presión de saturación
TEMPERATURA DE BULBO SECO: ES UN INDICADOR DEL CALOR SENSIBLE DEL AIRE. SE DETERMINA
CON UN TERMÓMETRO ORDINARIO. (Tbs = temperatura de bulbo seco)
TEMPERATURA DE BULBO HÚMEDO: ES UN INDICADOR DE LA CANTIDAD DE CALOR CONTENIDO EN
EL AIRE, SE DETERMINA CUBRIENDO CON UN TRAPO HUMEDO El BULBO DÉ UN TERMÓMETRO
SOPLANDO LUEGO AIRE PARA EVAPORAR LA HUMEDAD. (Tbh = temperatura de bulbo húmedo)
TEMPERATURA, DE ROCÍO: ES LA TEMPERATURA A LA CUAL EL AIRE SE SATURA CUANDO SE ENFRÍA.
ES UN INDICADOR DE LA CANTIDAD DE HUMEDAD CONTENIDA EN EL AIRE. ESTA TEMPERATURA SE
DETERMINA ENFRIANDO LENTAMENTE UN RECIPIENTE QUE CONTENGA AIRE LEYENDO LA
TEMPERATURA A LA CUAL COMIENZA A APARECER LA CONDENSACIÓN EN LAS PAREDES DEL
RECIPIENTE. (Tw = temperatura de rocío).
EN CONDICIÓN DE SATURACIÓN:
Tbs = Tbh = Tw
ENTALPÍA DEL AIRE:
ES EL CALOR CONTENIDO EN EL AIRE.
Entalpía del Aire Seco (calor Sensible):
hs  Cp.T
donde:
hs = entalpía del aire seco
Cp = calor específico del aire
T = Tbs a la cual se encuentra el aire
Entalpía del Vapor de Agua (calor latente):
hl  Wv.hv  Wd . .hv
hv  1060.5  0.45T
hv  1061.7  0.44T
70 F  T  150 F
T  70 F
donde:
hl = entalpía del vapor de agua.
Wv = humedad específica de la mezcla no saturada
Wd = humedad especifica de la mezcla saturada
hv = entalpía del vapor agua de la mezcla no saturada
 = humedad relativa
Entalpía Total de la Mezcla de Aire (calor total):
ht  hs  hl  Cp.T  Wd..hv
donde:
ht = entalpía total de la mezcla de aire
T = Tbs a la cual se encuentra el aire
(el resto de propiedades ya está definida)
Volumen de una Mezcla de Aire y Vapor de Agua:
Vt  Va sec (Vasat  Va sec).
donde: Vt = volumen total
Vasec = volumen de aire seco
Vasat = volumen de aire saturado
MEZCLA DE DOS FLUJOS DÉ AIRE:
M1 + M2 = M3
M1.W1 + M2.W2 = M3.W3
M1.h1 + M2.h2 = M3.h3
M1.T1 + M2.T2 = M3.T3
dónde:
M1 = flujo másico aire 1
M2 = flujo másico aire 2
M3 = flujo másico aire 3
W1 = humedad especifica aire 1
W2 = humedad especifica aire 2
W3 = humedad especifica aire 3
T1 = Tbs aire 1
T2 = Tbs aire 2
T3 = Tbs aire 3
h1 = entalpía total aire 1
h2 = entalpía total aire 2
h3 = entalpía total aire 3