Un secador adiabático para aire. Se elimina humedad del aire, a entalpía constante. Se soluciona con ayuda de la carta psicrométrica.

1. Ejemplo de balance de materia
en un secador adiabático, con
ayuda de la carta psicrométrica
Profesor Juan Andrés Sandoval Herrera
Balance de Materia y Energía
F.U.A.

2. Enunciado
Un equipo de secado trabaja adiabáticamente. El aire
entra al secador a una temperatura de 140 °F con un
punto de rocío de 70°F. Se evaporan en el secador 6,2
lb de agua por cada 1000 lb de aire húmedo que entran
al secador. La presión en el secador es 1 atm. Calcular
la humedad relativa y la temperatura del aire que sale
del secador.

3. Descripción de la solución
1. Buscar en la carta psicrométrica la humedad absoluta
(masa agua/masa a.s.) con las dos temperaturas: la de
bulbo seco y la de rocío.
2. Con base en esa Ha,1, se calcula la fracción másica de
agua y de aire seco iniciales.
3. Se analizan los grados de libertad para ver si es
necesario o no, tomar base de cálculo.
4. Se plantea el sistema de ecuaciones y se calcula la
fracción másica de agua y de aire a la salida.
5. Con base en esa fracción másica de agua final, se halla
la humedad absoluta final.
6. Con esa Ha,3 y teniendo en cuenta que el secado es
adiabático, se determina en la carta la T3 y la H R,3

4. 1. Determinación gráfica: inicial
Se ubican las dos temperaturas. Se traza una línea desde
el punto de rocío (70°F) hacia el eje Y, o sea el de la
humedad absoluta. Y se lee la humedad. También se
debe marcar el punto donde se corta esa línea con la
vertical de la temperatura (140°F)
Se lee la Humedad absoluta inicial, 𝐻 𝑎,1 = 0,018 (
𝑙𝑏 𝑎𝑔𝑢𝑎
𝑙𝑏 𝑎.𝑠
)

5. 2. Cálculo de la fracción másica inicial
𝑋 𝐻20,1 =
𝐻 𝑎,1
1+𝐻 𝑎,1
=
0,018
1+0,018
= 0,0177
𝑋 𝑎.𝑠.,1 = 1 − 𝑋 𝐻20,1=0,9823
3. Grados de libertad
Incógnitas: 𝑚3,𝑋 𝑎.𝑠.,3: 2
Ecuaciones: Agua y aire seco (a.s.): 2
G.L. = 2-2 = 0 Una solución directa, sin tomar Base de cálculo
4. Ecuaciones
𝑋 𝑎.𝑠.,1 𝑚1 = 𝑋 𝑎.𝑠.,3 𝑚3 (1)
𝑚1 = 𝑚2 + 𝑚3 (2)

6. 5. Solución del sistema de ecuaciones
1000 = 6,2 + 𝑚3 → 𝑚3 = 993,8 𝑙𝑏
1000 ∗ 0,9823 = 𝑋 𝑎.𝑠.,3 ∗ 993,8
𝑋 𝑎.𝑠.,3 = 0,98884
𝑋 𝐻20,3 = 1 − 𝑋 𝑎.𝑠.,3 = 0,0116 → 𝑯 𝒂,𝟑 =
0,0116
1 − 0,0116
= 𝟎, 𝟎𝟏𝟏𝟕
6. Ubicación gráfica del punto final

7. RESPUESTAS
Como el proceso es adiabático, se va por la diagonal,
hasta donde corte con la recta que sale de la Ha
calculada. Como se ve, aumenta la temperatura,
disminuye la humedad absoluta y la relativa, pero se
mantiene constante la temperatura de saturación
adiabática.
• Temperatura final: 160°F
• Humedad relativa final: 3%