I.
INTRODUCCIÓN
En el siguiente informe de prácticas que lleva por título “Psicrometría”, que es una rama de la ciencia que estudia estudia las propiedades propiedades termodiná termodinámicas micas del aire húmedo y del efecto de la humedad atmosférica sobre los materiales y sobre el confort humano, debemos saber que el aire húmedo, está constituido por aire seco y vapor de agua El aire tiene la capacidad de retener una cantidad variable de vapor de agua en relaci!n a la temperatura del aire " menor temperatura, menor cantidad de vapor y a mayor temperatura mayor cantidad de vapor de agua# a presi!n atmosférica constante $ambién se considera a la psicrometría como un método para controlar las propiedades termodinámicas del aire húmedo y se representa mediante el diagra diagrama ma psicom psicométr étrico ico "demá "demáss debem debemos os saber saber que que debemo debemoss estudi estudiar ar la psic psicro rome metr tría ía ya que que tien tiene e much mucha a impo import rtan anci cia a porq porque ue el aire aire sea este este atmosférico o acondicionado, no está completamente seco sino es una mescla con su fracci!n de vapor de agua Por estar en contacto directo con los alim alimen ento toss espe especi cial alme ment nte e no prot proteg egid idos os %no %no empa empaca cado dos& s&,, le conf confie iere re,, de acuerdo a la naturale'a de este un comportamiento determinado de sorcion de agua Por esta y otras ra'ones que mencionaremos en la revisi!n bibliografía nos tra'amos los siguientes ob(etivos# Proporcionar los procedimientos y métodos pertenecientes para efectuar mediciones psicométricas del aire Poner en práctica los conocimientos te!ricos adquiridos para adecuar equipos de medici!n Efectuar las mediciones psicométricas del aire húmedo
II. REV EVIS ISIIÓN BIBLIOGRÁFICA
INGENIERIA DE ALIMENTOS II
2.1 PSICROMETRÍA: Según GARCÍA (2!" psicrometría se define como la medici!n del contenido de humedad del aire "mpliando la definici!n a términos más técnicos, psicrometría es la ciencia que involucra las propiedades termodinámicas del aire húmedo, y el efecto de la humedad atmosférica sobre los materiales y el confort humano "mpliando aún más, incluiríamos el método de controlar las propiedades térmicas del aire húmedo )o anterior, se puede llevar a cabo a través del uso de tablas psicrométricas o de la carta psicrométrica
2.2 PSICRÓMETRO: Según TRICOMI (1#$%" menciona que el dispositivo dise*ado para girar un par de term!metros, uno de bulbo seco y otro de bulbo húmedo, se conoce
FAIIA
como psicr!metro de onda El instrumento consiste de dos term!metros, el de bulbo seco y el de bulbo húmedo Para operarlo, la mecha se satura sobre el bulbo húmedo con agua limpia, o de preferencia, con agua destilada y se gira Para tomar las lecturas con el psicr!metro de onda, se recomiendan los siguientes pasos# + umer(a la mecha sobre el bulbo húmedo en el agua !lo una ve' por cada determinaci!n de la hr, pero nunca entre una lectura y otra )a evaporaci!n progresiva de la humedad en la mecha, hasta que alcan'a el equilibrio con la humedad en el aire, es el factor que determina la lectura de bulbo húmedo - .ire el psicr!metro durante /0 segundos 1ápidamente tome las lecturas, primero en el term!metro de bulbo húmedo y luego en el de bulbo seco y an!telas .ire de nuevo el psicr!metro, tomando lecturas a intervalos de /0 segundos durante cinco lecturas sucesivas, y anote las temperaturas en cada ocasi!n, o hasta que se haya obtenido la lectura más ba(a y que la última lectura revele una nivelaci!n o curva de retorno %2os o más lecturas sucesivas casi idénticas& / 3tilice las tablas o la carta psicrométrica para obtener la hr 4ormalmente, los psicr!metros de onda vienen acompa*ados de una regla desli'able con las dos escalas de temperaturas %bulbo húmedo y bulbo seco& y su hr correspondiente
INGENIERIA DE ALIMENTOS II
2.& TABLA PSICROM'TRICA: Según GARCÍA (2!" una carta psicrométrica, es una gráfica de las propiedades del aire, tales como temperatura, hr, volumen, presi!n, etc )as cartas psicrométricas se utili'an para determinar, c!mo varían estas propiedades al cambiar la humedad en el aire "unque las tablas psicrométricas son más precisas, el uso de la carta psicrométrica puede ahorrarnos mucho tiempo y cálculos, en la mayoría de los casos donde no se requiere una e5tremada precisi!n 6omo se mencion! al inicio de este párrafo, la carta psicrométrica es una gráfica que es tra'ada con los valores de las tablas psicrométricas7 por lo tanto, la carta psicrométrica puede basarse en datos obtenidos a la presi!n atmosférica normal al nivel del
FAIIA para sitios a mayores alturas sobre el nivel del mar E5isten muchos tipos de mar, o puede estar basada en presiones menores que la atmosférica, o sea, cartas psicrométricas, cada una con sus propias venta(as "lgunas se hacen
para el rango de ba(as temperaturas, algunas para el rango de media temperatura y otras para el rango de alta temperatura " algunas de las cartas psicrométricas se les amplía su longitud y se recorta su altura7 mientras que otras son más altas que anchas y otras tienen forma de triángulo $odas tienen básicamente la misma funci!n7 y la carta a usar, deberá seleccionarse para el rango de temperaturas y el tipo de aplicaci!n En una carta psicrométrica se encuentran todas las propiedades del aire, de las cuales las de mayor importancia son las siguientes# + $emperatura de bulbo seco %bs& - $emperatura de bulbo húmedo %bh& / $emperatura de punto de rocío %pr& 8 9umedad relativa %hr& : 9umedad absoluta %ha& ; Entalpía %h& < =olumen específico 6onociendo dos de cualquiera de estas propiedades del aire, las otras pueden determinarse a partir de la carta
INGENIERIA DE ALIMENTOS II
2. PROPIEDADES TERMODINÁMICAS DEL AIRE: 2..1 Te)*e+,-+, /e B0 Se3.4 En primer término, tenemos la temperatura de bulbo seco 6omo ya sabemos, es la temperatura medida con un term!metro ordinario Esta escala es la hori'ontal %abcisa&, en la parte ba(a de la carta, según se muestra en la figura + (LÓPE56 1#!%"
FAIIA >igura + ? )íneas de temperatura de bulbo seco @6
2..2 Te)*e+,-+, /e B0 7ú)e/.4 Es la segunda propiedad del aire de nuestra carta psicrométrica 6orresponde a la temperatura medida con un term!metro de bulbo húmedo 6omo ya se e5plic! en la secci!n anterior, es la temperatura que resulta cuando se evapora el agua de la mecha, que cubre el bulbo de un term!metro ordinario )a escala de temperaturas de bulbo húmedo, es la que se encuentra del lado superior i'quierdo, en la parte curva de la carta psicrométrica, como se muestra en la figura - (LÓPE56 1#!%"
INGENIERIA DE ALIMENTOS II
>igura -? )íneas de temperatura de bulbo húmedo @6
2..& Te)*e+,-+, /e Pn- /e R38.4 Es otra propiedad de aire incluida en
FAIIA humedad sobre una superficie )a escala para las temperaturas de punto de
una carta psicrométrica Esta es la temperatura a la cual se condensará la rocío es idéntica que la escala para las temperaturas de bulbo húmedo7 es decir, es la misma escala para ambas propiedades in embargo, las líneas de la temperatura de punto de rocío, corren hori'ontalmente de i'quierda a derecha, como se ilustra en la figura / (LÓPE56 1#!%"
>igura /? )íneas de temperatura de punto de rocío @6
2.. 7)e/,/ Re0,-9,.4 En una carta psicrométrica completa, las líneas de humedad relativa constante, son las líneas curvas que se e5tienden hacia arriba y hacia la derecha e e5presan siempre en porciento, y este valor se indica sobre cada línea 6omo ya hicimos notar previamente, la temperatura de bulbo húmedo y la temperatura de punto de rocío, comparten la misma escala en la línea curva a la i'quierda de la carta Puesto que la única condici!n donde
INGENIERIA DE ALIMENTOS II
la temperatura de bulbo húmedo y el punto de rocío, son la misma, es en condiciones de saturaci!n7 esta línea curva e5terior, representa una condici!n de saturaci!n o del +00A de humedad relativa Por lo tanto, la línea de +00A de hr, es la misma que la escala de temperaturas de bulbo húmedo y de punto de rocío )as líneas de hr constante, disminuyen en valor al ale(arse de la línea de saturaci!n hacia aba(o y hacia la derecha, como se ilustra en la figura 8
(LÓPE56 1#!%"
FAIIA >igura 8 ? )íneas de humedad relativa A
2..; 7)e/,/ A<0-,.4 )a humedad absoluta, es el peso real de vapor de agua en el aire $ambién se le conoce como humedad específica )a escala de la humedad absoluta, es la escala vertical %ordenada& que se encuentra al lado derecho de la carta psicrométrica, como se indica en la figura : (LÓPE56
1#!%"
>igura :? )íneas de humedad absoluta en gramosBCg
2..% En-,0*8,.4 )as líneas de entalpía constantes en una carta psicrométrica, son las que se muestran en la figura ; 2ebe notarse que estas líneas, son
INGENIERIA DE ALIMENTOS II
meramente e5tensiones de las líneas de bulbo húmedo7 puesto que el calor total del aire, depende de la temperatura de bulbo húmedo (LÓPE56 1#!%"
>igura ; ? )íneas de entalpía en CDBCg de aire seco
FAIIA
2..! V0)en E<*e38=93.4 En la figura <, se muestran las líneas del volumen específico constante en una carta psicrométrica Estas líneas están en un ángulo apro5imado de ;0o con la hori'ontal, y van aumentando de valor de i'quierda a derecha Por lo general, el espacio entre cada línea, representa un cambio de volumen específico de 00: mBCg 6ualquier punto que caiga entre dos de estas líneas, naturalmente debe ser un valor estimado (LÓPE56 1#!%"
>igura +/+F ? )íneas de volumen específico en mBCg de aire seco
III. MATERIALES > M'TODOS
INGENIERIA DE ALIMENTOS II
&.1 M,-e+9,0e<
TERMÓMETRO DE BULBO HUMEDO
DOS TAPONES DE JEBE
TUBOS DE PVC ACONDICIONADO PARA LA PRACTICA
FAIIA TERMÓMETRO DE BULBO SECO
MATERIALES
VENTILADOR
PISETA
&.1 M'TODOS:
GASA
INGENIERIA DE ALIMENTOS II
Poner en funcionamiento el ventilador que forzara la circulacion del aire sobre el bulbo de los termometros a una velocidad de constante.
Al cabo de 5 minutos se tomaron las lecturas de las temperaturas de los bulbos de los termometros (seco/humedo).
Una vez obtenidos las temperaturas de los bulbos de los termometros pasamos a conocer las demas propiedades termodinamicas del aire por medio del tabla psicrometrica.
FAIIA
IV. RESULTADOS > DISCUSIONES
INGENIERIA DE ALIMENTOS II
2atos obtenidos en la práctica# $ GH-0I6, $G9H++I6, a partir de estas dos propiedades se obtuvo las propiedades restantes Carta psicométrica: Presi!n H +0+,/-: JPa
Propiedades
6antidades %K&
del aire $1 9
- I6 0008: Cg vaBCg as
91 P= =esp h
/-A 0:< JPa 0L/; m/BCg de as /+: JDBCg de as
FAIIA
INGENIERIA DE ALIMENTOS II
V. CONCLUSIONES Mediante la adaptaci!n de un equipo psicométrico en el laboratorio se determino la $G H -0@6 y $G9H ++@6 " partir de las dos propiedades $G N $G9, con ayuda de la carta psicométrica se pueden calcular las demás propiedades del aire
VI. RECOMENDACIONES $ener cuidado a la hora de calibrar el term!metro, pues esto puede influir en las lectura de los valores finales 1eali'ar los controles de forma adecuada para obtener datos e5actos y precisos
FAIIA VII. BIBLIOGRAFÍA
+ ."16O", " 2 -00< “Knstalaciones en "ire "condicionado” Editorial Marcombo Primera Edici!n Garcelona Espa*a - )PEQ, M 1 +F<; “>undamentos de
"ire
"condicionado#
Psicrometría” 3niversidad Politécnica / $1K6RMK, E +FL; “"G6 del "ire "condicionado” Editorial Marcombo Espa*a 8 34K=E1K2"2 $E64R)R.K6" 4"6KR4") B>"63)$"2 1E.KR4") 1R"1KR B6"$E21" 2E K4$E.1"6KR4 KKB 9K.1RME$1K" 2isponible en# : http#BBSSSfrroutneduarBrepositorioBcatedrasBquimicaB/TanioBintegracion /BPsicrometriapdf ; http#BBesscribdcomBdocB-80<;L::8Binforme-cuestionarioUscribd
VIII.CUESTIONARIO 1. En =n39?n , 0< +e<0-,/< -en9/<6 @C?) ,+8,n 0, TBS TB7 en =n39?n , 0,< 3n/939ne< ,)9en-,0e< <9)0,/,< $eniendo en cuenta nuestros datos %$GH -0I67 $G9H ++I6&
INGENIERIA DE ALIMENTOS II
)a $G no varía en las condiciones ambientales simuladas, mientras que la $G9 si varia debido a que el agua se evapora por la corriente del aire caliente suministrada por el ventilador
2. @P+ /e<39en/e 0, -e)*e+,-+, en e0 -e+)?)e-+ /e B0 ú)e/ )a temperatura llega a descender simplemente porque el algod!n que está sobre el term!metro contiene agua, la cual está a condiciones ambientales )a temperatura del bulbo húmedo es la temperatura más ba(a que se puede alcan'ar en condiciones ambientales actuales por la evaporaci!n de s!lo agua, sino que es la temperatura cuando la piel está húmeda y e5puesto a corrientes de aire )a temperatura de bulbo húmedo se determina cubriendo el bulbo húmedo
FAIIA
de un term!metro con franela o con un trapo húmedo y haciendo pasar aire rápidamente7 en esta forma la humedad comien'a a evaporarse )a temperatura del agua y el aire circundante ba(a proporcionalmente a la evaporaci!n ocurrida i está seco el aire que rodea el term!metro la evaporaci!n es rápida y el descenso de temperatura es grande, por si el contrario si el aire está húmedo la evaporaci!n es lenta y por lo tanto la diferencia de temperatura entre el bulbo seco y húmedo es peque*a i el aire está saturado no habrá evaporaci!n no ba(ará la temperatura En el bulbo húmedo del psicr!metro, se establecen dos flu(os de calor, uno que entra, que corresponde al calor sensible debido al contacto con el aire y otro latente hacia el e5terior provocado por la evaporaci!n del líquido presente en la gas En un proceso continuo, todo el calor transferido hacia la gasa se utili'a para vapori'ar la masa del líquido
&. @C0e< <n 0< =,3-+e< e 9n-e+9enen 9n=0en en e0 9n3+e)en- /9<)9n39?n /e0 TBS TB7 )a temperatura del bulbo seco es la medida del calor sensible del aire y la temperatura de bulbo húmedo es la cantidad de calor total contenido en el ire, por tanto los factores que ingluyen el incremento y disminuci!n de la temperatura es el calor sensible y latente 6alor sensible# Es la cantidad de calor que hace falta aportar a un fluido para modificar su temperatura, sin cambiar de fase
INGENIERIA DE ALIMENTOS II
6alor latente# es la cantidad de calor que hace falta aportar a un fluido para hacerlo
cambiar de fase%Por e(emplo la vapori'aci!n o la
condensaci!n& . @ <9gn9=93,/ -9enen 0,< 7R -en9/,< en =n39?n , 0,< 3n/939ne<
<9)0,/,< )as 91 obtenidas en las condiciones que se ha simulado en el L,+,-+9 /e
Ingen9e+8, significa que cuando el aire es más caliente, mayor cantidad de agua puede sostener El punto de condensaci!n es la medida de cuanto vapor de agua hay realmente en el aire
;. 3n/ e0 ,9+e
FAIIA
El aire se E4>1K" "2K"GV$K6R cunado variaci!n térmica debida al descenso de la presi!n atmosférica conforme se asciende en altitud "l ascender el aire, desciende la presi!n atmosférica y por tanto los movientos y fricciones moleculares de manera que se produce un enfriamiento del aire e considera un descenso medio de unos 0W;:@ 6 por cada +00 m de altitud, o lo que es lo mismo, ;W:@ 6 cada Cil!metro i el aire es seco, ese descenso es superior, en torno a +@ 6 cada +00 m de altitud, pero si el aire está saturado, el enfriamiento es del orden de 0W:@ 6 cada +00 m
En=+9,)9en- , en-,0*8, 3n<-,n-e: )as paredes de un secadero industrial normalmente están aisladas para evitar la pérdida de calor a través de ellas, debido a esto el aire que se utili'a para secar un determinado material dentro del secadero, reali'a una transformaci!n de saturaci!n a entalpía constante, pudiendo llegar a su temperatura mínima posible, que es la temperatura de saturaci!n adiabática El la >igura se pude observar que el aire inicial %con una temperatura inicial
t 0
y una humedad relativa ambiente
∅0
evoluciona
sobre la línea de entalpía constante, hasta llegar a la curva de humedad relativa ambiente del +00 A En ese momento la temperatura del aire será la de saturaci!n adiabática 2e todas maneras, en un secadero real nunca llaga a esa temperatura, ya que la capacidad del secadero para eliminar agua del material es inversamente proporcional a la 91"7 cuando mayor es la 91" menor capacidad de secar tiene el secadero
INGENIERIA DE ALIMENTOS II
FAIIA
