Psicrometria Contenido De Humedad Temperatura De Bulbo Seco Y Temperatura De Bulbo Humedo Humedad Relativa

INTRODUCCION En el siguiente

informe

que el grupo presenta se trata del

contenido de humedad en el aire. La cantidad de vapor de agua en el aire es extremadamente variable y es lo que constituye la

humedad atmosférica, que tiene

gran importancia para el bienestar humano y para el desarrollo de gran nú mero de procesos industriales. Se tratara temas como el punto o temperatura de roció, humedad relativa., humedad especifica, presión de vapor

, etc.

Además en este informe se pondrá información resumida y concreta que servirá como apoyo para el aprendizaje de cada uno de nosotros .

CONTENIDO DE HUMEDAD EN EL AIRE

El aire contiene siempre cierta cantidad de humedad; cuando contiene el máximo posible de ella se dice que está

saturado. Esa

cantidad máxima de humedad que puede contener en el estado de saturación depende fundamentalmente de la temperatura. En caso de altas temperaturas, se necesita mucha humedad para saturar el aire e inversamente, en el caso de bajas temperaturas. Así, por ejemplo, a OºC se necesitan aproximadamente 3,78 g de vapor de agua por cada kilogramo de aire seco para saturarlo, mientras que a 20 ºC se necesitan 14,8 g/kg, ya 40 Si

se

expresa

la

humedad

en

la

precedente mente, la misma se la denomina

unidad

o C, 48,5 g/Kg. mencionada

humedad específica.

Entonces la humedad específica es el peso del vapor de agua en gramos por kg de aire seco. Sin embargo, suele expresarse la humedad en términos de humedad relativa. La humedad relativa expresa el grado de saturación del aire a cualquier temperatura, expresándose en porcentaje. Así, el aire saturado o el contenido máximo de humedad ten humedad relativa del 100

dría una

%, mientras que el aire perfecta mente

seco, o sea, sin contenido de vapor de agua, tendría un porcen

taje

del O %. De tal manera, si un aire atmosférico tiene a la tempera

tura

de 20 ºC, por ejemplo, 7,4 g/kg, la humedad relativa sería del 50

%,

dado que tendría la mitad de lo que contendría si estuviese saturado, o sea, 14,8 g/kg. Se puede expresar matemáticamente de la siguiente manera:

Donde: HR, humedad relativa

(%),

he, humedad específica a una temperatura t hes , humedad específica de saturación a t

ºC (g/kg), ºC (g/kg).

Entonces: HR = 7.4 / 14.8 = 0.5 o sea, el 50% Medición de la humedad. Psicrometría El instrumento que se utiliza en la práctica de aire acondicionado calefacción para medir la humedad es el cons ta de dos termómetros idénticos en

y

psicrómetro. El mismo

)o referente a graduación

precisión, montados en un soporte común. El bulbo de uno de ellos está recubierto por un liencillo mojado con agua y se 10 denomina termómetro húmedo. El otro es un termómetro común que mide la temperatura y se lo denomina termómetro seco. Girando los dos termómetros a la misma velocidad (psicrómetro de revoleo) (ver fig. 1), o haciendo pasar una corriente de aire a una velocidad definida por algún otro método, siempre que el aire

Fig. 1 - Psicrómetro de revoleo.

y

del ambiente no esté saturado, el termómetro húmedo irá bajando su temperatura hasta un cierto valor y luego quedará estacionario. Esta temperatura que se lee en el termómetro húmedo se denomina temperatura de bulbo húmedo

(TBH). Por el contrario, la

temperatura que se lee en el termómetro seco es la

temperatura

de bulbo seco (TBS )· Esa disminución de temperatura del bulbo húmedo se produce por efecto de la evaporación del agua del liencillo que se agrega al aire del ambiente. Para la evaporación del agua requiere calor latente que aporta la misma masa del agua en forma de calor sensible, dismi nuyendo su temperatura (ver fig. 2). De esa manera se infiere que todo proceso de vaporización implica una acción de enfriamiento del líquido. Como el calor de vaporización es igual al calor sensible, a es

tos procesos se los denomina

adiabáticos, o sea a calor constante.

Fig.2 - Detalle evaporación del agua del liencillo. La cantidad de agua evaporada está en función de la capacidad del aire circulante de absorber humedad, o sea, dependerá del tenor de humedad que contenga. Si el aire del ambiente estuviese saturado, no admite más hume dad, por lo tanto, no se produce la vaporización del agua del liencillo, por lo que ambos termómetros, el seco y el húmedo

indicarán el mismo valor. A esta temperatura en particular del aire saturado se la denomina

punto de rocío o temperatura de punto

de rocío (TpR ). O sea: TBS = TBH = TpR· Calor total del aire. Entalpía

(Ht)

El contenido de calor de mezcla de aire seco y vapor de agua, o aire atmosférico, comprende calor sensible y calor latente. El calor sensible se pone de manifiesto en la temperatura de bulbo seco del aire, o sea, está incluido fundamentalmente en el aire seco, mientras que el calor latente se encuentra contenido en el vapor de agua de la mezcla. Al contenido total de calor de la mezcla de vapor y aire se la denomina entalpía, es por lo tanto, la suma del calor sensible del aire, más el calor latente del agua evaporada, como fórmula simplificada. En efecto, se pueden resumir todos esos parámetros: Temperatura de bulbo seco

(TBS): es la temperatura a que se

encuentra la mezcla de aire, medida en un termómetro común. Se lee sobre el eje de las abscisas en ºC. Temperatura de bulbo húmedo

(TBH): o temperatura a la cual

se produce la vaporización del vapor de agua en el aire, es la tempe ratura leída en un termómetro, cuyo bulbo está recubierto con un liencillo empapado en agua y que se revolea en el aire. Se representan por rectas que nacen en la línea de saturación (allí TBS = TBH) Y caen hacia abajo y a la derecha en Temperatura de punto de rocío

ºC.

(TpR): es la temperatura del aire

en condición de saturación o la temperatura a que hay que

enfriar el aire para que comience la condensación del vapor de agua conteni do. Estas temperaturas se leen sobre la curva de saturación, prolon gando la horizontal hacia la izquierda (en

ºC).

Humedad específica (he): es el contenido real de vapor de agua en el aire. Se da en gramos de vapor de agua por kg de aire seco. Se lee sobre el eje de las abscisas. Humedad relativa

(H R): Si se considera una presión y

temperatura determinadas, la humedad relativa representa el porcentaje de satu ración en peso que tiene esa mezcla de aire. Puede también

expre sarse como la relación porcentual entre la

humedad específica y la humedad específica de saturación del aire, a una misma tempera

tura. Son líneas que comienzan abajo

a la "izquierda y se curvan ha

cia arriba a la derecha. Se

expresan en % .

Donde Es la presión parcial de vapor de agua en la mezcla de aire; Es la presión de saturación de vapor de agua a la temperatura en la mezcla de aire; y Es la humedad relativa de la mezcla de aire que se está considerando. Humedad absoluta: La humedad absoluta es la cantidad de vapor de agua presente en el aire. Se expresa en gramos de agua por unidad de volumen (g/m³). A mayor temperatura, mayor es la cantidad de vapor de agua que permite acumular el aire.

Presión de vapor: La presión de vapor o tensión de vapor es uno de los modos de estimar la cantidad de vapor de agua contenida en el aire. Se expresa como una presión, en pascales (Pa o KPa o mmHg). Volumen específico origi nan en el eje de

(Ve): es la inversa del peso específico. Se TBS Y tienen una ligera inclinación hacia la

izquier da. Están dadas en m

3

/kg.

Entalpía o calor total (Ht ): es un valor que indica el contenido de calor de la mezcla de aire

y vapor de agua. Se indica en una

escala especial arriba de la línea de saturación. Se mide en kcal /kg de aire seco, y se lee prolongando las líneas de bulbo húmedo. Los procesos de acondicionamiento del aire, modifican su condi ción, desde la representada por el punto inicial en el ábaco, hasta una condición final caracterizada por un segundo punto. La representación gráfica de dichas evoluciones en el gráfico faci lita enormemente el análisis

y resolución del gran número de

proble mas que se presentan en el acondicionamiento del aire. El punto de Rocio: El Punto de Rocío es el valor al que debe descender la temperatura del aire para que el vapor de agua existente comience a condensarse. El punto de rocío puede calcularse directamente con los datos de temperatura y humedad relativa existentes en un momento dado. Esos datos pueden provenir de los informes meteorológicos emitidos radialmente, o registrados por instrumental. En estas páginas ofrecemos a los lectores la tabla para calcular fácilmente el "punto de rocío".

VEAMOS UN EJEMPLO. Si en un día determinado, en nuestra ciudad tenemos 26º de temperatura y 60% de humedad relativa, el correspondiente punto de rocío (de acuerdo a la tabla) es de 18º. Pero ¿qué significan estos 18 grados? Pues bien, si el aire de la zona se enfría rápidamente, y la temperatura desciende de los 26º actuales hasta los 18º del "punto de rocío" (o sea, un descenso de 8 grados en pocos minutos), sucederán dos fenómenos meteorológicos consecutivos. Primero, se formarán pequeñísimas gotas de agua líquida (rocío) sobre todas las superficies lisas que se encuentran al aire libre. Esas gotitas de rocío son las que dan el nombre a nuestro "punto de rocío". Enseguida la condensación de agua también se producirá en el aire, formándose innumerables gotitas de agua en suspensión, las cuales constituyen una niebla. Por lo tanto, el punto de rocío es la temperatura, a la cual, en un aire que se enfría, comienza la formación de niebla, y también de rocío sobre los objetos. El punto de rocío se puede definir como la ttemperatura a partir de la cual empieza a condensarse el vapor de agua contenido en el aire produciendo rocío, neblina, o en el caso de que la temperatura sea inferior a 0ºC, escarcha. Para una masa dada de aire, con una determinada cantidad de vapor de agua (humedad absoluta), la humedad relativa es la proporción de vapor contenida en relación a la necesaria para llegar al punto de saturación, expresada en porcentaje. Cuando el aire se satura (humedad relativa = 100%) se alcanza el punto de rocío.

Pr = Punto de rocío T = temperatura en ºCelsius H = humedad relativa VEAMOS UN EJEMPLO PARA LA PROVINCIA DE JUNIN Si en un día determinado, en nuestra ciudad de Junín tenemos 10ºC de temperatura que comúnmente se registra y 80% de humedad relativa, el correspondiente punto de rocío (de acuerdo a la tabla) es de 6.67º Pero ¿qué significan estos 6.67 grados? Pues bien, si el aire de la zona se enfría rápidamente, y la temperatura desciende de los 10º actuales hasta los 6.67º del "punto de rocío" (o sea, un descenso de 4.33 grados en pocos minutos), sucederán dos fenómenos meteorológicos consecutivos. Primero, se formarán pequeñísimas gotas de agua líquida (rocío) sobre todas las superficies lisas que se encuentran al aire libre. Esas gotitas de rocío son las que dan el nombre a nuestro "punto de rocío". CONCLUSIONES -Se concluye que el punto de rocío es un parámetro de humedad. -Es la temperatura a partir de la cual el vapor de agua comienza a condensarse, por un proceso de enfriamiento, en pequeñas gotitas de agua y a presión constante. -La presión de vapor o más comúnmente presión de saturación es la presión, para una temperatura dada, en la que la fase líquida y el vapor se encuentran en equilibrio dinámico. -Humedad absoluta es la cantidad de vapor de agua presente en el aire. -Humedad relativa representa el porcentaje de satu peso que tiene esa mezcla de aire. BIBLIOGRAFIA

ración en

www.sagan-gea.org/hojared_AGUA/.../10agua.html www.astromia.com/glosario/humedad.htm Bentley, R. (1998). Temperature and Humidity Measurement Volume 1. Springer.Austrialia. Biblioteca de consulta Microsoft Encarta 2008.