105387019 operacion unitaria humidificacion
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7/25/2019 105387019 Operacion Unitaria Humidificacion
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La humidificacin como una operacin unitaria en la cual se da una transferencia
simultnea de materia y calor sin la presencia de una fuente de calor externa, tiene lugar
cuando un gas se pone en contacto con un lquido puro, en el cual es prcticamente insoluble.
Este fenmeno nos conduce a diferentes aplicaciones adems de la humidificacin del gas,
como son su deshumidificacin, el enfriamiento del gas (acondicionamiento de gases), elenfriamiento del lquido, adems de permitir la medicin del contenido de apor en el gas.
!eneralmente la fase lquida es el agua, y la fase gas el aire. "u principal aplicacin industrial
es el enfriamiento de agua de refrigeracin.
La humidificacin es una operacin que consiste en aumentar la cantidad de apor presente en
una corriente gaseosa# el apor puede aumentar pasando el gas a tra$s de un lquido que se
eapora en el gas. Esta transferencia hacia el interior de la corriente gaseosa tiene lugar por
difusin y en la interfase hay, simultneamente, transferencia de calor y de materia.
% grandes rasgos, el proceso que tiene lugar en la operacin de humidificacin es el siguiente&
- 'na corriente de agua caliente se pone en contacto con una de aire seco (o con bao
contenido en humedad), normalmente aire atmosf$rico.
- arte del agua se eapora, enfrindose as la interfase.
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El seno del lquido cede entonces calor a la interfase, y por lo tanto se enfra.- % su e*, el agua eaporada en la interfase se transfiere al aire, por lo que se
humidifica.
Aplicacin general
La principal aplicacin de la humidificacin es en el acondicionamiento de aire y en el secado
de gases. 'n aspecto de inter$s relacionado con esta operacin bsica es el enfriamiento de
aguas despu$s de un proceso industrial, con el fin de poder ser utili*ada nueamente# el equipo
utili*ado tiene forma de torre en la que el agua caliente se introduce por la parte superior y fluye
sobre un relleno en contracorriente con aire que entra por la parte inferior de la torre de
enfriamiento.
Aplicacin en la industria de alimentos
El conocimiento de los procesos de humidificacin y deshumidificacin, as como sus clculos
implicados en ella, sern +tiles en el diseo y anlisis de diferentes sistemas de
almacenamiento y procesado de alimentos. %s mismo, resulta imprescindible conocer las
propiedades de las me*clas aire - apor de agua en el diseo de sistemas tales como equipos
de aire acondicionado para conserar alimentos frescos, secaderos de granos de cereal y
torres de enfriamiento en plantas de procesado de alimentos.
La mayor parte de los alimentos que producimos, almacenamos y distribuimos contiene
eleadas porciones de agua en sus teidos, como puede comprobarse en la tabla / 01 en la
cual se recogen algunos eemplos&
Defniciones bsicas
ormalmente al hablar de humidificacin se hace referencia al estudio de me*clas de aire y
apor de agua# en lo que sigue consideraremos aplicables a cualquier tipo de me*clasconstituidas por un gas y un apor las ecuaciones que indicaremos a continuacin.
"uponiendo que el comportamiento de la me*cla cumple con las leyes de los gases ideales, la
presin total eercida por la me*cla ser igual a la suma de la presin parcial del gas y de la
presin parcial del apor# o sea&
Es decir, la fraccin molar es igual a la composicin en olumen.
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% continuacin definiremos los conceptos inolucrados en la operacin de humidificacin, as
como tambi$n se presentaran eemplos prcticos por cada concepto seg+n corresponda.
Humedad molar o saturacin molar
Es la relacin entre los n+meros de moles de apor y de gas contenidos en una determinada
masa gaseosa.
Humedad absoluta o saturacin absoluta
Es la relacin entre el peso de apor y el peso de gas contenido en una masa gaseosa
"iendo 2 y 2g las masas moleculares del apor y el gas.ara el caso de la me*cla aire - agua, el contenido en humedad se define como la masa de
apor de agua por unidad de masa de aire seco. Las unidades en que se expresan el contenido
de humedad son 3g de agua43g aire seco. Es as que tomando para el aire un peso molecular
medio igual a 56, tendremos&
Ejemplo de aplicacin
En una me*cla de apor de tolueno y nitrgeno a 70/ 8 y 9:0 mm de ;g, la presin parcial del
tolueno es 1), es un t$rmino utili*ado para expresar la cantidad de humedad en una
muestra dada de aire, en comparacin con la cantidad de humedad que el aire tendra, estando
totalmente saturado y a la misma temperatura de la muestra. La humedad relatia se expresa
en porcentaes, tal como
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La humedad porcentual, es un t$rmino que algunas eces se confunde con la humedad
relatia. La humedad porcentual, es 100 eces la relacin del peso de apor de agua con el
peso del apor de agua necesario para saturar un 3ilogramo de aire seco a la temperatura del
bulbo seco.
Es la relacin entre la humedad existente en la masa gaseosa y la que existira si estuiera
saturada.
Ejemplo de aplicacin
'na me*cla aire - apor de agua contiene el 5: ? en olumen de apor de agua, a 90/ 8 y 9
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Entalpa especifica
Es la suma del calor sensible de 1 3g de gas, y el calor latente de apori*acin del apor que
contiene a la temperatura a la que se refieran las entalpas.
Ejemplo de aplicacin
La presin parcial del apor de agua en una masa de aire h+medo a @0/ 8 y 9:0 mm;g es 1:
mm;g. 8alc+lese&
a. El punto de roco.
b. La humedad absoluta.
c. El calor especifico.
d. El olumen especifico.
e. La entalpa especifica.
Solucin:a. En las tablas de apor de agua encontramos que la tensin de apor de agua es
de 1: mm;g a 1B, :/ 8# por tanto, al enfriar la masa de aire h+medo en las condiciones del
problema hasta 1B,:/ 8, se alcan*an las condiciones de saturacin, y ser esta su temperatura
de roco.