Download - Clase 03 psicometria
CRISTOBAL PINCHE LAURRE
Curso Meteorologia y Climatologia
PSICROMETRIA DEL AIRE
HUMEDAD ATMOSFERICA
• Vapor
• Líquido
• Gaseoso
Denominaremos como humedadatmosférica a la cantidad de aguapresente en el aire atmosférico quepueden estar en estado de:
Cantidad de vapor de agua que contieneel aire; es la fuente de precipitaciones;influye en los procesos deevapotranspiración y derretimiento denieves.
Vapor de Agua
Vapor de Agua
• Constituye uno de los componentes o variablesmeteorológicas más importantes de la atmósfera ysu concentración varía desde cero hasta 4 % (4 gde agua por 100 g de aire).
• Esta amplia variabilidad se debe a la facilidad quetiene para pasar a los tres estados físicos (líquido,sólido y gaseoso), a temperaturas reinantes de latierra.
• El vapor de agua proviene de la continuaevaporación de los mares, lagos, ríos, suelohúmedo y evapotranspiración de campos convegetación.
Formas de expresar el contenido
del vapor de agua en el aire
• Presión o tensión del vapor (ea) o presión
parcial o actual del vapor de agua
• Densidad del vapor ( V), llamado
también humedad absoluta
• Humedad específica (q)
• Relación de mezcla (r)
Formas de expresar el grado de
saturación del aire
Déficit de saturación ( e)
Humedad relativa (HR)
Presión de vapor (ea)
• Es la presión que ejerce el vapor de agua
existente en la atmósfera y que contribuye a la
presión atmosférica total (P)
P = Pd + ea
• Su ecuación de estado está dado por:
V
TRme
TRe
TRe
VVa
dVa
VVa
= MV/Md
Medida de la presión de Vapor (ea)
• se realiza en forma indirecta mediante la
Psicrometría; el cual consiste en la utilización del
Psicrómetro
Bulbo seco Bulbo húmedo
TS
Th
TEMPERATURA DEL BULBO
HUMEDO
El calor latente de evaporación es igual al flujo de calor convectivoque se transfiere desde la corriente de aire a una temperatura Thacia el material adsorbente Tw. La cantidad de calor necesariopara la evaporación.
Medida de la presión de Vapor
(ea) Ecuación Psicrométrica
)( hSp
sha TTL
PCee
Donde:= 0,622
ea = Presión parcial del vapor de agua (hPa)esh = Presión de saturación a la temperatura del bulbo húmedo (hPa)L = Calor latente de vaporización (cal/g) = 597,3 – 0,56 TS
CP = Calor específico del aire seco a presión constante (0,241 cal/g.°C)P = Presión atmosférica (hPa)TS = Temperatura del bulbo seco (°C)Th = Temperatura del bulbo húmedo (°C)
mmHgenTTee
hPaenTTee
hSsha
hSsha
),(49,0
),(65,0
La Molina
Presión de Saturación (eS ó eSH)
• Es la presión queejercería la máximacantidad de vapor deagua que puedecontener unadeterminada muestrade aire
• Esta tensión máximadepende solo de latemperatura del aire.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 5 10 15 20 25 30
Pre
sión d
e V
apor
(hPa)
Temperatura (°C)
Curva de saturación
eSH
eS
Presión de Saturación (eS ó eSH)
Tabla PsicrométricaT( C) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
0 6.110 6.155 6.199 6.245 6.290 6.336 6.382 6.428 6.475 6.522
1 6.569 6.616 6.664 6.712 6.761 6.809 6.859 6.908 6.958 7.008
… …….. …….
14 15.979 16.082 16.187 16.292 16.398 16.504 16.611 16.718 16.826 16.935
15 17.045 17.155 17.265 17.376 17.488 17.601 17.714 17.827 17.942 18.057
16 18.172 18.289 18.406 18.523 18.642 18.761 18.880 19.000 19.121 19.243
17 19.365 19.488 19.612 19.736 19.861 19.987 20.113 20.241 20.368 20.497
18 20.626 20.756 20.887 21.018 21.150 21.283 21.417 21.551 21.686 21.822
19 21.958 22.095 22.233 22.372 22.512 22.652 22.793 22.935 23.077 23.221
20 23.365 23.510 23.656 23.802 23.949 24.097 24.246 24.396 24.547 24.698
21 24.850 25.003 25.157 25.311 25.467 25.623 25.780 25.938 26.097 26.256
22 26.417 26.578 26.740 26.903 27.067 27.232 27.398 27.564 27.732 27.900
23 28.069 28.239 28.410 28.582 28.755 28.929 29.103 29.279 29.455 29.633
Presión de Saturación (eS ó eSH)
S
bSS
TTAe
27,6801exp
h
b
hSHT
TAe27,6801
exp
d
bda
TTAe
27,6801exp
S
S
Tb
Ta
S xe 1011,6
h
h
Tb
Ta
SH xe 1011,6
d
d
Tb
Ta
a xe 1011,6
A = 9,422 x 1023
b = -5,08
a = 7,5 b = 237,5 agua
a = 9,5 b = 265,5 hielo
SMITHSONIAN TABLESTx(K)
ECUACION DE TETTENSTX (ºC)
Déficit de Saturación ( e)
Es la cantidad de vapor de agua que falta para que el aire se sature; su valor está dado por la expresión:
e = eS – ea
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 5 10 15 20 25 30
Pre
sión d
e V
apor
(hPa)
Temperatura (°C)
eS
eae
Humedad absoluta ( V)
Es la cantidad de masa de vapor de agua existente por unidad de volumen del aire atmosférico en un instante determinado
)(8,216
)(
3b
m
g
T
e
TR
e
aTR
e
V
TR
Ve
V
m
a
d
aV
V
aV
a
VV
ea = presión de vapor actual (hPa)T = Temperatura del aire o bulbo seco (K)
Humedad específica (q) y
relación de mezcla (r)
Humedad Específica
Representa la cantidad demasa de vapor de aguaexistente en la unidad demasa (generalmente 1 kg)de aire atmosférico o airehúmedo
Relación de Mezcla
Se llama así a lacantidad de masa devapor de agua existentepor unidad de masa deaire seco (generalmente1 kg)
kg
g
eP
eq
mm
m
m
m
m
mq
a
a
dV
V
h
VV
378,0
622 kg
g
eP
e
m
mr
a
a
d
V 622
kg
g
P
erq a622
En casos prácticos
ea = presión de vapor actual (hPa) P = Presión atmosférica (hPa)
Humedad relativa (HR)
Es solo un indicador del grado de saturacióninstantáneo del aire atmosférico, y constituye laexpresión porcentual instantánea del vapor deagua existente en el aire
eS ……….100 %
ea ……….HR 100*S
a
e
eHR
Proceso de saturación y temperatura
del punto de rocío (Td)
El proceso de
enfriamiento del
ambiente por
irradiación puede
considerarse como
proceso isobárico
(proceso a presión
constante).
En la atmósfera es más
común el proceso por
enfriamiento y adición
de vapor de agua0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 5 10 15 20 25 30
Pre
sión d
e V
apor
(hPa)
Temperatura (°C)
eS
ea
Td Th TS
eSH
Isobárico
Adición de vapor de Agua
Adición de Vapor de
Agua + Enfriamiento
Enfriamiento
ea=presión de vapor actual, eSH=presión de vapor a la temperatura del bulbo húmedo, eS=presión de vapor de saturación
Ts= Temperatura del aire, bulbo seco o de saturacion, Th= Temperatura del bulbo humedo , Td=Temperatura de Rocio
TEMPERATURA DE PUNTO DE ROCÍO (Td)
Temperatura a la cual debe enfriarse una masa de aire húmedo, para que ésta se sature a la misma presión y contenido de agua inicial que tenía.
T, Td
e,es
T
es
e
Td
T
es
HR:e/es
Td
e:HR x es
T
T
s ee 3,237
27,17
11,6
Estado del aire (e,T)
TEMPERATURA DEL BULBO HUMEDO
(Th)
Temperatura a la cual debe enfriarse y agregarle
humedad a una masa de aire húmedo, para que ésta
se sature.
T
e
T
es
e
Th
T
es
HR:e/es
Th
e:HR x es
T
T
s ee 3,237
27,17
11,6
Estado del aire (e,T)
Variación vertical del vapor de agua
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 5 10 15 20
Altura
(m
)
Presión de Vapor (hPa)
DIAGRAMA PSICROMETRICA
Temperatura NormalNivel del mar
DE ROCIOData : Temp: 25 ̊C, HR : 40% ; Tp : ? (10 ̊ C)
CASO 1
Temperatura del Aire : °C
Humedad Relativa : %
Temperatura del Aire, Temperatura de Rocio o Temperatura del Bulbo Humedo (˚C)
CASO 2
Temperatura del Aire : °C
Temperatura de rocio: : °C
CASO 3
Temperatura del Aire : °C
Relacion de Mezcla : gr/Kg
CASO 4
Temperatura del Aire : °C
Temperatura Bulbo Humedo : °C
kg
g
P
erq a622
100*S
a
e
eHR
Humedad Absoluta
q = r
(gr/Kg)
Temperatura del Aire, temperatura
Bulbo Humedo, Temperatura de
Rocio Humedad Relativa, r, es, ea: