Universidad de Santiago de Chile Facultad de Ingeniería Departamento Departamento de Ingeniería Mecánica Ingeniería de Ejecución en Climatización Materiales Materiales – Climatización Climatización
Diagrama Psicrométrico
Profesor: Ariel Rodrigo Díaz Matus Alumno: Alejandra Denisse Kass Sandoval 21 de septiembre de 2010
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1.- Introducción:
La Real academia española define Confort, como “aquello que produce bienestar y comodidades”, que es precisament precisamentee lo que el aire aire acondicionado acondicionado nos brinda, brinda, dado que que durante durante todo el año año presentamos presentamos diversas diversas sensaciones sensaciones térmicas que muchas veces resultan molestas. Para comprender los variados procesos correspondientes al aire acondicionado, debemos atender a el aire, el cual es una mezcla aire seco y vapor de agua, que se compone de ~78,084% de nitrógeno, ~20,9476% de oxigeno y ~0,9684 % de gases nobles. Pero fundamentalmente consideramos dos factores temperatura y humedad, los cuales están correlacionados en un diagrama psicrométrico, que es una representación de la psicrometría. 2.- Psicrometría: es el estudio de las propiedades termodinámicas de la mezcla de aire seco y vapor de agua, al cual se le asocia un método para controlar las propiedades térmicas de esta mezcla mediante un diagrama psicrométrico. 2.1.- Diagrama psicrométrico: es una grafica de las propiedades correlacionadas de temperatura y humedad, cuya utilidad está en determinar cómo varían estas propiedades al cambiar la humedad en el aire. Estas propiedades correlacionadas son las siguientes: 2.1.1.- Temperatura de bulbo seco TBS: es la temperatura que se registra del aire con un termómetro común, cuyo bulbo se se encuentra encuentra seco, en en consecuencia consecuencia se mide mide el calor calor sensible. sensible. Su unidad puede estar en ºC o ºF.
Figura 2.2.1 - En el diagrama psicométrico psicométrico las líneas verticales representan representan la temperatura de bulbo seco. seco. 2.1.2.- Temperatura de bulbo húmedo TBH: es un termómetro común, cuyo bulbo se encuentra cubierto por tela empapada con agua. Su fin es registrar una temperatura como la que te percibimos nosotros, dado que nuestro cuerpo tiene un alto porcentaje de agua. Su unidad puede estar en ºC o ºF.
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Figura 2.2.2 - En el diagrama psicométrico las líneas oblicuas en un ángulo de aproximadamente 30º respecto de la horizontal representan la temperatura de bulbo húmedo, estas se leen izquierda a derecha y de arriba hacia abajo. 2.2.3.- Temperatura de punto de rocío PR: es la temperatura a la que comienza la condensación del vapor de agua contenido en el aire cuando enfriamos el aire. Su unidad puede estar en ºC o ºF.
Figura 2.2.3 - En el diagrama psicométrico las líneas de punto de rocío son las mismas de entalpía específica, específica, pero la escala es de temperatura de bulbo húmedo que se encuentra en la curva de saturación, estas se leen de izquierda a derecha. 2.2.4.- Humedad relativa HR: HR: es la relación que existe entre la cantidad de vapor de agua real en el aire y la cantidad de vapor de agua si el aire estuviera saturado a la misma temperatura de bulbo seco. Se expresa en porciento de 0% a 100%.
HR
ω =
∗
100
ω max
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Figura 2.2.4 - En el diagrama psicométrico las líneas de humedad relativa son curvas y se extienden hacia arriba y hacia la derecha. 2.2.5.- Humedad específica
ω
: es la cantidad real de vapor de agua que existe en el aire. Cuyas unidades son:
g ( humedad ) = Sistema internacional ; Sistema ( ) Kg aire sec o
ω
granos( humedad ) = Sistema inglés ( ) lb aire sec o
Figura 2.2.5 - En el diagrama psicométrico las líneas de humedad especifica son horizontales, se leen de derecha a izquierda, su escala es la escala vertical que se encuentra al lado derecho de la carta psicrométrica, además estas líneas son coincidentes con las líneas de punto de rocío. 2.2.6.- Entalpía h: es el calor contenido en el aire, cuyas unidades son:
KJ h= Sistema internacional Kg ( aire sec o )
;
Sistema inglés lb( aire sec o )
h=
BTU
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Figura 2.2.6 - En el diagrama psicométrico las líneas de entalpía especifica especifica son extensiones de las líneas de bulbo húmedo, su escala se encuentra del lado izquierdo lejana a la línea curva. 2.2.7.- Volumen especifico V: es el volumen contenido en el aire, cuyas unidades son:
m3 V = Sistema internacional Kg ( aire sec o )
;
ft 3 V = Sistema inglés lb( aire sec o )
Figura 2.2.6 - En el diagrama psicométrico las líneas oblicuas en un ángulo de aproximadamente 60º 60º respecto de la horizontal representan el volumen especifico, su valor aumenta de izquierda a derecha.
3.- Representación de un estado y un proceso: 3.1.- Proceso de aire acondicionado: 3.2.- Proceso de enfriamiento sensible:
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3.3.- Enfriamiento evaporativo: es un proceso adiabático, es decir, no hay pérdida o ganancia de calor. Se efectúa pulverizando pulverizando agua agua líquida líquida en el aire aire o bien haciendo haciendo que que el aire pase a través de un tejido tejido que se mantiene mantiene constantemente mojado con agua. Se supone que se evapora toda el agua inyectada y que el calor necesario para ello lo extrae del aire inicial, disminuyendo su temperatura. La entalpía del aire aumentará un poco, debido a este aporte de agua, pero en la práctica puede considerarse que tanto la entalpía como la temperatura de termómetro húmedo permanecen permanecen constantes constantes durante el el proceso. proceso. Variables TBS, ºC TBH, ºC TPR, ºC HR, % , kghumedad/kga.s. H, kJ/kga.s. V, m3/kga.s.
Estado A Estado B 38ºC 22,8571ºC 21,5 21,551 517º 7ºC C 21,5 21,551 517º 7ºC C 12,91 2,9167 67ºC ºC 20,8 20,833 333º 3ºC C 20% 90%
0,0089583 62,8125 0.8965
0,01583 62,8125 0.8615
4.- Bibliografía:
http://maquinasdesegundamano.com/Panel/P0/CURSO.PDF
http://www.emersonflowcontrols.com.mx/mt/mt_cap_13.pdf
http://www.iq.uva.es/termoap/TEMA10.pdf
http://onsager.unex.es/Apuntes/Termo/tema5.pdf
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