aire atmosferico

03/09/2013 Curso de extensin 31

Ejemplo de aplicacin:

Hallar la Presin de vapor y el contenido

de humedad del aire que se encuentra

a 95 kPa y a una Temp.. 20oC/15oC.

La nomenclatura 20/15 nos indica que la

Temp.. del Bulbo Seco es 20 y el Bulbo

Hmedo 15 ya que siempre : TBS TBH

Calculamos la depresin del Bulbo

Hmedo = 20-15 = 5

Entramos en la grfica 1 y lo cortamos

con la Temp. del Bulbo Seco y nos da

aprox. 58% de humedad relativa.

Con la Temp.. De 20oC entramos a la

tabla 1 y leemos 2.33 kPa de Presin

de vapor saturado.


Entones la Presin de vapor para el

aire atmosfrico ser 0.58 x 2.33 =

1.351 kPa.

:. El contenido de humedad ser

0.622 x Pv / (Patm-Pv) que nos da 8.973

gr de agua/ kg de aire seco


Ejemplo:

Calcular las caractersticas a la salida

ma1 = 2 kg de aire seco

ma2 = 3 kg de aire seco

t1 = 27 / 22 C

t2 = 14 / 10 C

P1 = P2 = 85 KPa

De las tablas:

H:R: en 1 62% ; H:R: en 2 59% ;

Pvs = 3.564 Kpa Pvs = 1.598 Kpa

Pv = 0.62 x 3.564 = 2.21 Kpa Pv = 0.59 x 1.598 = 0.943 KPa

w1 = 622 x 2.21/82.79 w2 = 622 x 0.943/84.057

= 16.60 gr / kg aire seco = 6.978 gr / kg aire seco

h1 = (1.007 x 27 - 0.026) + 0.0166 x (2501 + 1.84 x 27)

h1 = 69.504 KJ / kg de aire seco

2

1

3


h2 = (1.007 x 14 - 0.026) + 0.006978 x (2501 + 1.84 x 14)

h2 = 14.072 + 17.632 = 31.704 KJ / kg de aire seco

Como

entonces (16.60 - w3) 2 = (w3 6.978) 3

W3 = 10.827 gr/kg

ademas

(69.504 - h3) 2 = (h3 31.704) 3 h3 = 46.824 KJ/kg

Como h = (1.007 x t - 0.026) + w x (2501 + 1.84 x t)

y h3 = 46.824 ; w3 = 10.827

Entonces t = 19.23 oC

1

2

23

31

a

a

m

m

ww

ww

1

2

23

31

a

a

m

m

hh

hh


Ejemplo de aplicacin:

Una mina produce 5000 t/da de mineral, siendo la

temperatura media en las labores de 40C. Si a travs de la

mina circula un caudal de 700 m3/seg de aire ( = 1.2

kg/m3) y el mineral llega a superficie con 20 C. Cunto

calor habr perdido en su recorrido sabiendo que Cp =

0.837 KJ / kg C y en cunto se incrementar la

temperatura del aire de la mina?

Calor que pierde la roca:

Q = 5000 TM/dia x 1000 kg/TM x (40 20) x 0.837/(24 x 60 x 60) = 969 Kw

Sabiendo que Cp del aire normalizado es 1.01 KJ/Kg C ;

podremos calcular la cantidad de calor que ser necesario

agregar a 700 m3/seg para incrementar su temperatura en

1C.


Q = 700 x 1.2 x 1.01 x1 = 848 Kw.

Es decir, la temperatura del aire se elevar en:

t = 969 / 848 = 1.14 C.

El concepto de capacidad trmica, permite calcular la

cantidad de calor que posee una sustancia


Ejemplo:

Calcular la cantidad de calor que contiene el aire

atmosfrico si P = 90 Kpa y t = 20/14 C.

Sol:

De las tablas se obtiene: H.R. = 50%

1 m3 de aire en estas condiciones contiene 1.056 kg

de aire seco + 0.009 kg de vapor de agua.

Es decir: = 1.065 kg / m3.

El volumen especfico del aire atmosfrico ser:

1/ = 0.939 m3 / kg


Por otro lado, el volumen especfico del aire seco ser:

1/ 1.056 = 0.948 m3 / kg

es decir, 0.948 m3 de la mezcla contendr 1 kg de aire

seco y (0.948 x 0.09) = 0.00853 kg de vapor de agua.

La cantidad de calor requerida para elevar la temperatura de

esta mezcla desde 0C hasta 20 C ser:

a) Para 1 kg de aire seco ( 0C a 20C)

Calor sensible del aire: 1 x 1.005 x 20 = 20.10 KJ

b) Para 8.53 gr de agua ( 0C a 9.35C) 9.35C es pto.

de cambio de estado (temp. Rocio)

Calor sensible del lquido: 0.00853 x 4.187 x 9.35 =

0.334 KJ

c) Para 8.53 gr de vapor de agua ( 9.35C a 20C)

Calor de saturacin de vapor:

0.00853 x 1.884 x 10.65 = 0.1711 KJ


d) Para mantener el agua en forma de vapor:

Calor sensible de vapor: 0.00853 x 2460 = 20.984

KJ

(2460 es el calor latente de evaporacin)

Todo esto nos da un total de 41.59 KJ

Si calculamos la entalpa para este mismo aire ser:

h = 1.007 t 0.026 + w (2501 + 1.84 t)

h = 1.007 x 20 0.026 + 0.00853 (2501 + 1.84 x 20)

h = 20.11 + 21.65 = 41.76 KJ

Lo que demuestra que la entalpa de esta mezcla es

numricamente igual a la cantidad de calor que

contiene.

Y finalmente,

Documents

aire atmosferico