TEMPERATURA DE

SATURACIÓN ADIABÁTICAJaime Rodríguez Juan Luis

Temperatura de saturación adiabática

Es la temperatura a la cual un gas presente en un sistema de vapor-agua en contacto

con un líquido a 𝑡𝑎𝑠, se humidifica y se enfría.

𝐺𝑠𝑌1

𝐺𝑠

𝑌2

Aire

húmedo,

𝑝, 𝑇, 𝑤

Mezcla saturada 𝑇𝑎𝑠,𝑤

′, 𝑝

Agua de reposición, líquido saturado a 𝑇𝑠𝑎 , 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑚á𝑠𝑖𝑐𝑜 = 𝑚𝑣 − 𝑚′𝑣

Robert. E. Treybal. (1980). Operaciones de Transferencia de

Masa. México: McGraw-Hill.

𝐻′1𝑡𝐺1

𝐻′2𝑡𝐺2

Balance de masa:

1) 2) 𝐿 = 𝐺𝑠(𝑌2 − 𝑌1)

Donde:

L= Caudal másico de la fase líquida (soluto)

Gs=Caudal másico de diluyente en la fase gaseosa

Y= Humedad absoluta

Balance de energía Sustituimos la ecuación 2 en la ec. 3

3) 4) 𝐺𝑠𝐻1 + 𝐺𝑠 𝑌2 − 𝑌1 = 𝐺𝑠𝐻2

𝐺𝑠𝑌1 + 𝐿 = 𝐺𝑆𝑌2

𝐺𝑠𝐻1 + 𝐿𝐻𝐿 = 𝐺𝑠𝐻2

Recordando que la entalpía relativa de una mezcla vapor-gas es

la suma de las entalpias, si la masa unitaria con masa 𝑌1 no está

saturada se puede calcular la entalpía con base a los estados de

referencia, gas y líquido saturados a 𝑇0 .

𝐻′ = 𝐶𝑏 𝑡𝐺 − 𝑡0 + 𝑌′λ0 + 𝑌2 − 𝑌′1 𝐶𝐴𝐿 𝑡𝐿 − 𝑡0 = 𝐶𝑠 𝑡 − 𝑡0 + 𝑌′λ0

Sustituimos en la ecuación 4:

𝐶𝑠1 𝑡𝐺1 − 𝑡0 + 𝑌′λ0 + 𝑌2 − 𝑌′1 𝐶𝐴𝐿 𝑡𝐿 − 𝑡0 = 𝐶𝑠2 𝑡𝐺2 − 𝑡0 + 𝑌2′λ0

Robert. E. Treybal. (1980). Operaciones de

Transferencia de Masa. México: McGraw-Hill.

Cuando la mezcla vapor-gas saliente está saturada, en las condiciones 𝑡𝑎𝑠,𝑌𝑎𝑠,𝐻𝑎𝑠 y el líquido entra a 𝑡𝑎𝑠,el gas ya se encuentra húmedo

y enfriado por la evaporación. Reescribimos la ecuación anterior, esta vez en

función del calor húmedo.

𝐶𝐵 𝑡𝐺1 − 𝑡0 + 𝑌′1 𝐶𝐴 𝑡𝐺1 − 𝑡0 + 𝑌′

1 λ0+ 𝑌′𝑎𝑠 − 𝑌′

1 𝐶𝐴𝐿 𝑡𝑎𝑠 − 𝑡0= 𝐶𝐵 𝑡𝑎𝑠 − 𝑡0 + 𝑌′

𝑎𝑠𝐶𝐴(𝑡𝑎𝑠 − 𝑡0) + 𝑌′𝑎𝑠λ0

Restamos 𝑌′1𝐶𝐴𝑡𝑎𝑠 , simplificamos los términos semejantes y se reduce la

ecuación, obteniendo:

𝐶𝐵 + 𝑌′1𝐶𝐴 𝑡𝐺1 − 𝑡𝑎𝑠 = 𝐶𝑆1 𝑡𝐺1 − 𝑡𝑎𝑠 = 𝑌′

𝑎𝑠 − 𝑌′1 [𝐶𝐴 𝑡𝑎𝑠 − 𝑡0 + λ0 − 𝐶𝐴,𝐿 𝑡𝑎𝑠 − 𝑡0 ]

La figura 7.3 nos muestra que

Por lo tanto

𝐶𝑠1 𝑡𝐺1 − 𝑡𝑎𝑠 = (𝑌′𝑎𝑠 − 𝑌′

1)λ𝑎𝑠

𝑡𝐺1 − 𝑡𝑎𝑠 = (𝑌′𝑎𝑠 − 𝑌′

1)λ𝑎𝑠

𝐶𝑠1

𝐶𝐴 𝑡𝑎𝑠 − 𝑡0 + λ0 − 𝐶𝐴,𝐿 𝑡𝑎𝑠 − 𝑡0 = λ𝑎𝑠

Referencias Bibliográficas

Robert. E. Treybal. (1980). Operaciones de Transferencia de Masa. México:

McGraw-Hill

Michael J. Moran. (2004). Fundamentos de Termodinámica Técnica, 4ta

Edición. Barcelona: Editorial Reverté.

McCabe Warren L.. (2007). Operaciones Unitarias en Ingenieríaa Química.

México: McGraw-Hill.

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