Psicrometría

PSICROMETRÍA
Estudio de las propiedades del aire
húmedo

INTRODUCCIÓN PSICROMETRÍA
 Aire: mezcla de gases y vapor de agua. La cantidad de
vapor de agua en el aire varía según la localidad y
condiciones climatológicas.
 Psicrometría: estudia las propiedades termodinámicas del
aire húmedo y el uso de las mismas para analizar
condiciones y procesos que involucran aire húmedo.

INTRODUCCIÓN PSICROMETRÍA
Aplicaciones:
 Diseño y análisis de sistemas de almacenamiento y
procesado de alimentos
 Diseño de equipos de refrigeración (ej: conservación de
carnes)
 Estudio del secado de alimentos
 Todos los procesos industriales que exijan un fuerte
control del contenido de vapor de agua en el aire

EJEMPLOS
1. Si la temperatura de bulbo seco es de 24 °C y la humedad
relativa de 50 % ¿Cuál es el contenido de humedad?
Contenido de
humedad:
9,2 g vapor de
agua/ kg aire seco

EJEMPLOS
2. Si la temperatura de bulbo seco es de 38°C y la temperatura
del bulbo húmedo es 30 ¿cuál es la humedad relativa?
59 % de humedad
relativa

DATOS QUE SE OBTIENEN DEL DIAGRAMA

PROCESOS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE

TRANSFORMACIONES – Calentamiento a humedad
constante
Si se debe calentar un aire a una temperatura
determinada, por ejemplo, para ser utilizada
en un secadero o para acondicionamiento de
aire, el dato más importante que se puede
obtener de este diagrama, es la cantidad de
calor a agregar a cada unidad de masa de aire.

constante

constante
Ejemplo: queremos calentar 13450 m3
de aire
hasta 40 °C. Las condiciones iniciales del aire
son: , , 1 kW/h cuesta 0,22
euros. ¿Cuánto dinero cuesta y qué humedad
relativa tiene el aire resultante?
Solución:

constante
Disminución de la HR

TRANSFORMACIONES – Enfriamiento sensible sin
deshumidificación
 Esta transformación es inversa a la anterior
 Se retira energía y la relación de humedad
permanece constante
Ejercicio: tenemos un caudal de 7500 m3
/h a
40 °C y con 40 % HR y hay que llevarlo hasta 30
°C. ¿Cuánto calor tengo que extraer? ¿Cuál es
la humedad relativa del aire resultante?

TRANSFORMACIONES – Enfriamiento sensible sin
deshumidificación

TRANSFORMACIONES – Calentamiento con
humidificación
 El aire pasa por una sección de
calentamiento (proceso 1-2) y después por
una sección de humidificación (proceso 2-3)

TRANSFORMACIONES – Calentamiento con
humidificación
En el invierno, o a grandes alturas, el aire
atmosférico es frecuentemente seco y frío. El
problema de ingeniería es aumentar tanto el
contenido de agua como la temperatura del
aire que entre a un edificio

TRANSFORMACIONES – Enfriamiento con
deshumidificación
En la medida que el aire se enfría su humedad
relativa ambiente comienza a aumentar. Si
sigue bajando la temperatura, la humedad
relativa ambiente puede llegar al 100 % (con lo
cual comenzaría a condensar el agua) y esa
sería la temperatura de rocío. Si se sigue
disminuyendo la temperatura el vapor de agua
condensa (para mantener la HR ambiente al
100 %), por lo cual la humedad absoluta
disminuye (por eso un aire acondicionado
gotea agua desde el enfriador)

deshumidificación
12
3

deshumidificación
Ejemplo: Se enfría una masa de aire que inicialmente
está a 25 °C y Tw = 20 °C hasta alcanzar el punto de
rocío (2). Si el enfriamiento continúa hasta la
temperatura de 14 °C (3), detallar los valores de las
propiedades termodinámicas.
1 2 3
T
Tw
Φ
Pv
W
H
Ve
Tpr

TRANSFORMACIONES – Mezcla de dos corrientes de
aire
En el diseño de un sistema de acondicionamiento de
aire, es a veces necesario mezclar dos o más corrientes
de aire para producir una mezcla final con una
temperatura y humedad determinadas.
Cuando dos corrientes de aire en
dos estados diferentes (1 y 2) se
mezclan adiabáticamente, el
estado de la mezcla final 3 estará
sobre la línea que conecta los dos
estados en la carta psicrométrica

aire
Balance de materia de aire:
Balance de materia de agua:
Balance de energía (suponiendo proceso adiabático):

aire
Ejercicio: dos corrientes de aire húmedo se mezclan
adiabáticamente. Si las propiedades de las dos
corrientes son,
Corriente 1:
Corriente 2:

aire
a) Determinar todas las propiedades psicrométricas
de
ambas corrientes de aire que pueden ser leídas en el
diagrama de Carrier, a una presión atmosférica de 750
m sobre el nivel del mar
b) Determinar las propiedades de la nueva corriente
de aire
1 2 3
T
Tw
Φ
Pv
W
H
Ve
Tpr

aire

TRANSFORMACIONES – Secado
Secado de granos: método universal de adecuar
los granos mediante la eliminación del agua hasta
un nivel que prevenga el crecimiento de hongos y
bacterias, de manera que se conserve el aspecto
y la calidad nutritiva del grano como alimento, o su
viabilidad como semilla.
La rapidez de este proceso depende del aire (la
velocidad con la que éste circule alrededor del
producto, su grado de sequedad, etc.), y de las
características del producto (composición,
contenido de humedad, tamaño de las
partículas, etc.)

Existe un intercambio de calor y masa. Las
ventajas de su empleo son:
 Facilitar la manipulación en etapas
posteriores.
 Facilitar la conservación.
 Aumentar el valor del producto.

Ejemplo:
Aire ambiente:
Calentamiento del aire:
Humedad inicial de los granos:
Temperatura del aire de salida = ?

 BM y BE se basan en las leyes de conservación de materia
y energía
 Para determinar: flujos, composiciones y temperaturas de
todas las corrientes en un diagrama de flujo
 La información de las corrientes de entrada y salida es
indispensable para el diseño de cada pieza del equipo
RESOLUCIÓN DE BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA

RESOLUCIÓN DE BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA
 Aplicar correctamente las leyes de conservación de masa
y energía
 Esbozar el esquema del proceso
 Plantear el problema a través de ecuaciones algebraicas
 Sustituir los datos en las ecuaciones planteadas

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