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7/23/2019 psicrometria psicrometria.pd psicrometria.pd psicrometria.pd psicrometria.pd psicrometria.pd psicrometria.pd psicr

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Universidad Central del Ecuador

Facultad de Ingeniera Qumica

Laboratorio de Termodinmica I

Pablo Londoo Larrea

Ayudante de Ctedra

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL EUADOR

FACULTAD DE INGENIERA QUMICA

LABORATORIO DE TERMODINAMICA I

PRCTIC A # 4

PSICROMETRA

GRUPO N#3

TINTIN JHONNY EGAS KATHERINE MOREIRA MARCOS CHVEZ KARINA

AYUDANTE DE CATEDRA: PABLO LONDOO

FECHA DE PRCTICA: 2013-05-28

FECHA DE ENTREGA: 2013-06-11


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Pablo Londoo Larrea

Ayudante de Ctedra

RESUMEN

Se determin la humedad relativa presente en una mezcla, en la atmsfera, a condicionesnormales mediante un psicrmetro de bulbo seco y bulbo hmedo y se reconoci valores de

estado como punto de roco, punto de escarcha, humedad relativa, humedad absoluta ypresiones parciales as como tambin se ley correctamente Diagramas psicromtricos.Para la prctica se determinaron varias ecuaciones las cuales nos permitan calcular losdeterminados valores de estado y adems se determinaron varias temperaturas entre ellas latemperatura de roco se determin en la superficie de una sustancia lquida fra, latemperatura seca se determin a travs de la temperatura ambiente a la que nosencontrbamos y la temperatura hmeda con un pedazo de material hmedo, todo esto conel fin de determinar experimentalmente varias temperaturas realizando mediciones detemperaturas en un experimento de laboratorio. Al final de la prctica se concluy queexisten varias temperaturas que nos permiten calcular determinados valores de estado

DESACRIPTORES: PSICRMETRO/PUNTO DE ROCO/HUMEDADRELATIVA/HUMEDAD ABSOLUTA/TEMPERATURA SECA


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Pablo Londoo Larrea

Ayudante de Ctedra

Psicrometra

1.OBJETIVOS1.1.Determinar la humedad relativa presente en una mezcla, en la atmsfera, a condiciones

normales mediante un psicrmetro de bulbo seco y bulbo hmedo. 1.2.Reconocer valores de estado como punto de roco, punto de escarcha, humedad

relativa, humedad absoluta y presiones parciales. 1.3.Leer correctamente Diagramas psicromtricos.

2.TEORA (Conceptos y ecuaciones)2.1.Vapor y Gas

Gas:se definir a un gas como el estado de agregacin de la materia en que esta notiene una forma determinada a causa de la libre movilidad de sus molculas sino quellena completamente cualquier espacio en que se site (es decir llena totalmente elvolumen del recipiente que lo contiene). Tericamente cualquier sustancia puedetransformase en un gas a una temperatura suficientemente alta (de todas manerasalgunas sustancia pueden descomponerse antes de llegar al estado gaseoso).

Si a un gas se lo comprime isotrmicamente, este nunca llega a pasar al estado lquido(an a presiones altas), que es lo que lo diferencia de un vapor. (Hay que tener encuenta que cualquier compresin de un gas va acompaado por un aumento de suenerga interna, es decir aumenta la temperatura, por lo que si la compresin se la

realiza a temperatura constante, permanentemente se debe extraer calor del sistema)

Vapor:un vapor, si bien tiene el mismo estado de agregacin del gas, se diferencia deeste que al ser comprimirlo isotrmicamente, al llegar a una presin determinada (quese denominar presin de saturacin, Ps y que depende de la sustancia y de latemperatura a la cual se realiza la compresin) comienza a licuar, pasando al estadolquido. Esto es as para un vapor si la temperatura a la cual se realiza la compresin essuperior a la del punto triple de la sustancia, si la temperatura es inferior a esta, en vezde licuar pasa al estado slido.-


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Pablo Londoo Larrea

Ayudante de Ctedra

Figura 2.1-1

En la Figura 2.1-1 se presenta el diagrama de fases del agua. El punto triple seencuentra a una temperatura de 0,0098 C y una presin de 4,58 mm de Hgabs. Latransformacin A representa una compresin isotrmica, a una temperatura superior a ladel punto triple, en donde el vapor al llegar a la presin de saturacin, pasa a la faselquida. La transformacin B representa una compresin isotrmica a una temperaturainferior a la del punto triple, por lo cual al llegar a la presin de saturacin pasa a la faseslida.La pregunta entonces es: si tanto el gas y el vapor tienen el mismo estado deagregacin, Cundo es un vapor y cuando es un gas? Cada sustancia, susceptible de

poder ser llevada al estado gaseoso, tiene lo que se denomina temperatura crtica (quees una constante fsica que depende de cada sustancia y se nombrar como Tc) para lacual si la sustancia en cuestin est por debajo de esa temperatura, es factible decondensar comprimindola en forma isotrmica, por lo que es un vapor. Si latemperatura de la sustancia es superior a su temperatura crtica, esta no podra sercondensada en una compresin isotrmica, por ms que se aumente su presin, por loque es un gas (1)

2.2.Punto de RocoElpunto de roco o temperatura de roco es latemperatura a la que empieza acondensarse elvapor de agua contenido en elaire,produciendoroco,neblina o, en casode que la temperatura sea lo suficientemente baja, escarcha.Para una masa dada de aire, que contiene una cantidad dada de vapor de agua (humedadabsoluta), se dice que la humedad relativa es la proporcin de vapor contenida enrelacin a la necesaria para llegar al punto de saturacin, expresada en porcentaje.Cuando el aire se satura (humedad relativa igual al 100%) se llega al punto de roco. La
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saturacin se produce por un aumento de humedad relativa con la misma temperatura, opor un descenso de temperatura con la misma humedad relativa.

Haciendo un ejemplo aplicativo:

Ec. 2.2-1

Pr = Punto de roco. T = Temperatura en gradosCelsius H = Humedad relativa.

Sin embargo la frmula ampliamente utilizada es:

Ec.2.2-2

Pr = Punto de roco. T = Temperatura en gradosCelsius H = Humedad relativa.

Esta ltima frmula, aunque es ampliamente usada, no siempre genera el resultadocorrecto.

La temperatura del punto de roco tambin depende de la presin de la masa deaire, hecho que no se tiene en cuenta en las frmulas anteriores (2)

2.3.Humedad AbsolutaSe llamaHumedad absoluta a la cantidad devapor de agua (generalmente medida engramos) por unidad de volumen de aire ambiente (medido en metros cbicos).Es uno de los modos de valorar la cantidad de vapor contenido en el aire, lo que sirve,con el dato de la temperatura, para estimar la capacidad del aire para admitir o nomayor cantidad de vapor (3)

2.4.Humedad relativaSe define la humedad relativa del aire, HR, como la razn entre la presin de vapor de

agua, Pv, y la presin de vapor de agua cuando el aire se encuentra saturado dehumedad, Ps, a las mismas condiciones de temperatura y de presin atmosfrica Sepuede expresar en forma porcentual y decimal (4)

2.5.Aire Saturado y condiciones de saturacinCuando el agua y su vapor estn en equilibrio, se dice que el agua est en un cambio

de fase (de hecho, el cambio de fase lquido-vapor). A esta mezcla de lquido y vapor se
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le llama saturada, y dependiendo de la calidad, la mezcla se encuentra entre los estadosde lquido saturado y vapor saturado. Si el vapor de agua est mezclado con aire, y esten equilibrio con agua lquida, el vapor de agua es un vapor saturado, y a la mezcla se lellama aire saturado.Si la mezcla de aire y vapor de agua es aire saturado, la presin parcial del vapor deagua es igual a la presin de saturacin, , que corresponde a la temperatura del

aire. Se puede usar las tablas de vapor saturado para obtener la presin de saturacincorrespondiente a determinada temperatura. El aire que no est saturado puede aireseco, o tener un estado intermedio entre el aire saturado y el aire seco. Para describirest condicin relativa, se define la humedad relativa como sigue:

Ec. 2.5-1

Donde: = Presin parcial de vapor del agua

= Presin de saturacin

Que tiene las siguientes condiciones:= 100% para el aire saturado ( ) y

= 0% para el aire seco (=0) (5)2.6.Temperatura de bulbo hmedo

Es la temperatura de equilibrio alcanzada cuando la mezcla aire seco-vapor de aguasufre un proceso de enfriamiento adiabtico hasta llegar a saturacin (6)

2.7.Temperatura secaSe le llama temperatura seca del aire de un entorno (o ms sencillamente: temperaturaseca) a la temperatura delaire, prescindiendo de laradiacin calorfica de los objetosque rodean ese ambiente concreto, y de los efectos de la humedad relativa y de losmovimientos de aire. Se puede obtener con eltermmetro de mercurio,respecto a cuyobulbo, reflectante y de color blanco brillante, se puede suponer razonablemente que noabsorbe radiacin (7)

3.PARTE EXPERIMENTAL3.1.Materiales y equipos Apreciacin Rango

3.1.1. Vaso de precipitacin 50 ml 200 ml3.1.2. Termmetro 2 C 300 C3.1.3. Cuba de Metal
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3.2.Sustancias y reactivos

3.2.1. Agua H2O(L)3.2.2. Hielo H2O(S)

3.3.Procedimiento

3.3.1.Medicin de la temperatura secaMedimos la temperatura ambiente a la cual se encuentre el laboratorio

3.3.2.Medicin de la temperatura de rociEn un vaso de precipitacin colocamos agua con hielo y esperamos hasta que la humedaddel aire de los alrededores del vaso por una diferencia de temperatura se condense,tomamos la temperatura de la primera gota de dicha condensacin.3.3.3.Medicion de la temperatura hmeda

Con un poco de algodn humedecido cubrimos el bulbo del termmetro despus de esteprocedimiento esperamos que la temperatura se estabilice y procedemos a registrar estatemperatura estable.

3.4.Fundamento del mtodo

Este mtodo se fundamenta en tratar de especificar la humedad de los gases puesto quesiempre una porcin del gas, cualquiera que este sea, posee una cierta cantidad de humedaddebido a varias factores, mas aun si se trata del aire, adems podemos decir que la cantidadde humedad registrada en el aire nos puede dar a conocer los posibles acontecimientos delclima e incluso de la temperatura hmeda de cierto lugar o regin.

4.DATOS

4.1.Datos experimentalesTabla 4.1-1

Datos experimentales 1Temperatura de roco,

C14 C

Tabla 4.1-2

Datos experimentalesTemperatura bulbo seco, C 18CTemperatura bulbo hmedo,

C13C

4.2.Datos adicionales


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Tabla 4.2-1Datos Adicionales

Presin atmosfrica, P [atm]542 mmHg

Tabla 4.2-2Presin de vapor

T, C Pv, mmHg-15 1,43638 49,69

Fuente:http://slbn.files.wordpress.com/2008/09/tabla_presion-de-vapor.pdf

5.CALCULOS (poner solo un clculo modelo)

5.1.Clculo de pv

Pv=1497,51 pas

Pv= 112,42 mmHg

5.2.Calculo de la humedad absoluta a condiciones ambiente.

5.3.Calculo de la humedad relativa

Ec. 5.1. -1

Ec. 5.3. -1

Ec. 5.2. -1


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5.4. Clculo de la temperatura de roco

Una vez obtenidose busca en tablas su correspondiente.

13,02 C6. ERRORES6.1.Errores sistemticos

Al realizar la prctica no hubo mayor inconveniente con los quipos, todo se realizcon facilidad al usar el hielo y los dems materiales.

6.2.Errores Aleatorios

No se observ falla de parte de las personas que realizamos la prctica, lo realizamos concuidado siguiendo el procedimiento adecuado.

6.3.Clculo del % error para la T de roco

Ec. 6.3.-1

Ec. 5.4. -1


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7. RESULTADOS

Tabla 6-1Resultados totales

Y, Kgagua/Kg

aire

Pv,mmHg.

Pw,mmHg

Tw, C Ts, C Trmedida, C

Trcalculada,C

% e Tr

0,021 112,42 9,99 11,25 13 18 13,02 13 0,15

8.DISCUSINDeterminamos las diferentes temperaturas del medio en el que nos encontrbamos, de esta

manera ubicamos los diferentes puntos de temperatura a la cual se vimos la iniciacin de lacondensacin, as mismo el punto seco, y el hmedo; con estos datos pudimos calcular lacantidad de agua que existe en un medio determinado. Esto lo llevamos satisfactoriamenteya que medimos las diferentes temperaturas observando un bajo porcentaje de error, lo quenos permiti obtener la cantidad de humedad en el aire en donde realizamos la prctica. Unerror que obtuvimos fue al tomar la temperatura de humedad porque el algodn no recubrael total del bulbo del termmetro pero que fue muy bajo.

9.CONCLUSIONES9.1. Concluimos que podemos determinar la humedad del aire con datos tomadosexperimentalmente que son pocos y luego llevndolos al clculo para as obtener elporcentaje deseado.9.2.Observamos y determinamos el punto de roco de una manera ms prctica con lo quenos permiti conocer de mejor manera el concepto de punto de roco.9.3. Conocimos los conceptos que nos permitieron determinar diferentes temperaturas ydatos para calcular el porcentaje de humedad en el aire.9.4.Comprobamos que experimentalmente podemos tener la temperatura de roco ya que elporcentaje de error encontrado es bajo con respecto al terico.

10. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

10.1.Citas bibliogrficas(1) www.frro.utn.edu.ar(2) http://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_roc%C3%ADo(3) http://es.wikipedia.org/wiki/Humedad_absoluta
http://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_roc%C3%ADohttp://es.wikipedia.org/wiki/Humedad_absolutahttp://es.wikipedia.org/wiki/Humedad_absolutahttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_roc%C3%ADo


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(4) ALONSO, Parra, Sicrometra Aplicada, universidad Nacional de Colombia, 2001,

pag 5(5) KURT C, Rolle, Termodinmica, editorial Pearson, sexta edicin, 2006, pag 462(6) IBID (4), pag 5(7) es.wikipedia.org/wiki/temperaturahumeda.

10.2.Bibliografa10.2.1.www.frro.utn.edu.ar10.2.2.es.wikipedia.org10.2.3. ALONSO, Parra, Sicrometra Aplicada, universidad Nacional de Colombia, 2001 10.2.4. KURT C, Rolle, Termodinmica, editorial Pearson, sexta edicin, 2006

10. ANEXOS10.1.Diagrama del equipo (Ver anexo 1)10.2.Diagrama Psicomtrico(Ver anexo 2)

11. CUESTIONARIO11.1. Con el uso del diagrama psicromtrico a 542 mmHg estime la Tr, la humedad

relativa y la humedad absoluta. Teniendo como dato Tseca y hmeda determinadas enla prctica. Calcule el porcentaje de error en la observacin, comparando con losclculos obtenidos en la prctica.

La humedad relativa obtenida del diagrama es 30%La humedad absoluta obtenida del diagrama es 0.004 kg /kg de aire secoLa temperatura de roci es de 13 C segn el diagrama psicrometrico

% e= (tericoexperimental)/terico Ec. 11.1 -1Error de la humedad relativa

% e = (30% -9.99)/30% * 100 = 66.7 %

Error de la humedad absoluta

% e =(0.0040.1622) /0.004 * 100 = 97.53

Error de la temperatura del rocio

% e = (13.2 -13)/13.2 *100 = 1.51 %
http://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_roc%C3%ADohttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_roc%C3%ADo


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Anexo 1

Diagrama del Equipo

Figura 10.1.-1

Nombres FechaUniversidad Central del Ecuado


Escuela de Ingeniera Qumica

Dibuja: Grupo 3 2013-05-28

Revisa: Pablo Londoo 2013-06-11

Escala:

TEMA:PSICROMETRA

Lmina


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Anexo 2

Diagrama Psicomtrico

Figura 10.2-1

Nombres FechaUniversidad Central del Ecuado


Escuela de Ingeniera Qumica

Dibuja: Grupo 3 2013-05-28

Revisa: Pablo Londoo 2013-06-11

Escala:

Lmina

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