Este documento describe una columna adiabática de saturación, que es un equipo que puede enfriar y/o humedecer un gas. Explica cómo calcular la temperatura inicial y humedad inicial del gas, así como la cantidad de enfriamiento o humedecimiento logrado a través de la columna. También proporciona una ecuación para determinar la temperatura de saturación adiabática constante en un diagrama psicrométrico.

1. Columna adiabática de saturación
tL1 = tL2 = tas
Objetivo del equipo:
Enfriar y/o humedecer al gas
𝑑𝑞 = ℎ 𝑔(𝑎𝑆𝑑𝑧)(𝑡 𝑔 − 𝑡𝑖) = 𝜆𝑘 𝑌(𝑎𝑆𝑑𝑧)(𝑌𝑖 − 𝑌)
= 𝐺 𝐵 𝐶𝑠𝑑𝑡 𝑔 = −𝜆𝐺 𝐵 𝑑𝑌
𝑧 =
𝐺 𝐵
𝑆⁄
ℎ 𝑔 𝑎
𝐶𝑠 ∫
𝑑𝑡 𝑔
𝑡 𝑔 − 𝑡𝑖
=
𝐺 𝐵
𝑆⁄
𝑘 𝑌 𝑎
∫
𝑑𝑌
𝑌𝑖 − 𝑌
𝑌2
𝑌1
𝑡 𝑔1
𝑡 𝑔2
Como ti y Yi son constantes
𝑧 =
𝐺 𝐵
𝑆⁄
ℎ 𝑔 𝑎
𝐶𝑠𝑙𝑛
𝑡 𝑔1 − 𝑡𝑖
𝑡 𝑔2 − 𝑡𝑖
=
𝐺 𝐵
𝑆⁄
𝑘 𝑌 𝑎
𝑙𝑛
𝑌𝑖 − 𝑌1
𝑌𝑖 − 𝑌2
¿Cómo determinar ti y Yi?
𝐺 𝐵 𝐶𝑠𝑑𝑡 𝑔 = −𝜆𝐺 𝐵 𝑑𝑌
𝑑𝑌
𝑑𝑡 𝑔
= −
𝐶𝑠
𝜆
=
𝑌2 − 𝑌1
𝑡 𝑔2 − 𝑡 𝑔1
=
𝑌 − 𝑌1
𝑡 𝑔 − 𝑡 𝑔1
𝑡𝑖 = 𝑡 𝑔 −
𝜆
𝐶𝑠
(𝑌𝑖 − 𝑌)
En la carta psicrométrica a esta línea se le llama “temperatura adiabática de saturación constante” o
línea isoentálpica.
Pendiente: -Cs/λ
tL2 tG2, Y2
(Agua L z
en
recircula-
ción)
G (Aire)
tL1 tG1, Y1
L G
tL ti tG
Yi
Y

2. Caso especial: Sistema aire – agua
𝐶𝑠 =
ℎ 𝑔
𝑘 𝑌
𝑡𝑖 = 𝑡 𝑎𝑠 = 𝑡 𝑔 −
𝑘 𝑌 𝜆(𝑌𝑖 − 𝑌)
ℎ 𝑔
= 𝑡 𝑏𝑢𝑙𝑏𝑜 ℎú𝑚𝑒𝑑𝑜
Ejemplo:
Proponga cómo modificar un aire a 100 °F y 0.001 lb de agua/lb de aire seco hasta 120 °F y 0.03 lb de
agua/lb de aire seco con una combinación de intercambiadores de calor indirectos y columnas
adiabáticas.
1 Intercambiador de calor Intercambiador de calor 2
Columna adiabática Columna adiabática
I I