CONDENSACIONES
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<strong>CONDENSACIONES</strong><br />
LAS <strong>CONDENSACIONES</strong> EN LAS CONSTRUCCIONES SON A<br />
LA VEZ, CAUSA Y EFECTO DE UN IMPORTANTE NÚMERO<br />
DE PROCESOS PATOLÓGICOS QUE AFECTAN EL CONFORT<br />
DE LOS USUARIOS, MENOSCABAN EL PATRIMONIO Y<br />
COMPROMETEN LA SALUD DE SUS HABITANTES.<br />
SI LA CONDENSACIÓN N SE PRODUCE EN LA<br />
SUPERFICIE INTERIOR DE UN CERRAMIENTO SE LA<br />
LLAMA CONDENSACIÓN N SUPERFICIAL YSI OCURRE<br />
DENTRO DE AQUEL SE LA DENOMINA CONDENSACIÓN<br />
INTERSTICIAL<br />
LAS HUMEDADES PROVOCAN:<br />
1.-DESARROLLO DE PROCESOS PATOLÓGICOS TALES<br />
COMO LAS EFLORESCENCIAS Y CRIPTOEFLORESCENCIAS<br />
2.-PROLIFERACIÓN DE ORGANISMOS VEGETALES Y<br />
ANIMALES<br />
3.-DISGREGACIÓN POR HELADICIDAD<br />
4.- OXIDACIÓN Y CORROSIÓN DE ELEMENTOS METÁLICOS<br />
5.- PUDRICIÓN DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE<br />
MADERA<br />
6.- DISMINUCIÓN DE LA CAPACIDAD AISLANTE DE LOS<br />
CERRAMIENTOS.<br />
TIENEN SU ORIGEN EN EL CAMBIO DE ESTADO DE PARTE<br />
DEL VAPOR DE AGUA CONTENIDO EN EL AIRE, QUE SE<br />
ENCUENTRA O SE GENERA EN LOS EDIFICIOS, SOBRE LAS<br />
SUPERFICIES INTERIORES O EXTERIORES DE LOS<br />
PARAMENTOS O DENTRO DE LOS MISMOS.<br />
LA CONDENSACIÓN SE PRODUCE:<br />
- POR UN INCREMENTO DE LA CANTIDAD DE VAPOR DE<br />
AGUA DEL AMBIENTE SIN MODIFICACIÓN SIGNIFICATIVA<br />
DE LA TEMPERATURA DEL AIRE (ESTO GENERA UN<br />
AUMENTO DE LA HUMEDAD RELATIVA, COMENZANDO LA<br />
CONDENSACIÓN AL ALCANZARSE LA PRESIÓN DE VAPOR<br />
DE SATURACIÓN)<br />
AIRE SECO<br />
VAPOR DE AGUA<br />
- POR UN DESCENSO DE LA TEMPERATURA, AÚN SIN<br />
VARIAR EL CONTENIDO DE VAPOR DE AGUA EN EL AIRE<br />
(LO QUE PRODUCIRÁ DE IGUAL MODO UN AUMENTO DE LA<br />
HUMEDAD RELATIVA, INICIÁNDOSE LA CONDENSACIÓN AL<br />
ALCANZARSE LA TEMPERATURA DE ROCÍO T R ).
• Aire atmosférico =<br />
Aire seco+Vapor agua (0-4%)<br />
• Composición del aire seco<br />
x =<br />
k=<br />
1<br />
Peso(%)<br />
Volumen(%) x i x i µ(g/mol)<br />
N 2 75.5 78 0.7809 21.878<br />
O 2 23.1 21 0.2095 6.704<br />
Ar 1.30 0.9 0.0093 0.371<br />
C0 2 0.05 0.03 0.0003 0.013<br />
Otros 0.05 0.07<br />
Total 100 100 1 28.966<br />
i<br />
N<br />
n<br />
∑<br />
i<br />
n<br />
k<br />
p<br />
i<br />
=<br />
MEZCLA DE GASES IDEALES. MODELO DE DALTON<br />
.Gas ideal formado por partículas que ejercen fuerzas<br />
mutuas despreciables y cuyo volumen es muy<br />
pequeño en comparación con el volumen total<br />
ocupado por el gas.<br />
.Cada componente de la mezcla se comporta como un<br />
gas ideal que ocupase él sólo todo el volumen de la<br />
mezcla a la temperatura de la mezcla.<br />
. Consecuencia: cada componente individual ejerce una<br />
presión parcial, siendo la suma de todas las<br />
presiones parciales igual a la presión total de la<br />
mezcla.<br />
niRT<br />
V<br />
nRT<br />
p =<br />
V<br />
pi<br />
ni<br />
ni<br />
= = yi<br />
=<br />
p n n1 + n2<br />
+ ... + ni<br />
+ ...<br />
Fracción molar<br />
P i = y i P<br />
La presión parcial de cada componente<br />
es proporcional a su fracción molar<br />
Aire húmedo: Aire seco + Vapor de agua<br />
El aire húmedo en contacto con agua líquida se describe con arreglo a las<br />
idealizaciones siguientes:<br />
1) EL AIRE SECO Y EL VAPOR SE COMPORTAN COMO GASES<br />
IDEALES INDEPENDIENTES.<br />
2) EL EQUILIBRIO DE LAS FASES LÍQUIDA Y GASEOSA DEL AGUA<br />
NO ESTÁ AFECTADA POR LA PRESENCIA DE AIRE.<br />
Presión de vapor<br />
(tensión de vapor)<br />
Presión de vapor de saturación: función de T<br />
Vapor<br />
INDICES DE HUMEDAD<br />
DISTINTAS FORMAS DE EXPRESAR LA CANTIDAD DE VAPOR<br />
DE AGUA CONTENIDA EN EL AIRE HÚMEDO<br />
Aire seco Aire húmedo Aire saturado<br />
INCONVENIENTE:<br />
ESTOS INDICES NO INDICAN SI EL VAPOR ESTA A<br />
PUNTO DE CONDENSAR O NO, ES DECIR, SI EL<br />
VAPOR ESTA PRÓXIMO A LA SATURACIÓN<br />
Líquido
LA CANTIDAD DE AGUA EN EL AIRE HUMEDA PUEDE<br />
EXPRESARSE DE VARIAS MANERAS<br />
- HUMEDAD ABSOLUTA , X W<br />
Es la relación entre la masa de vapor de agua y la masa<br />
de aire seco contenidos en una muestra de aire, es<br />
decir, la masa de vapor de agua por unidad de masa de<br />
aire seco. Se expresa en kg/kg o g/kg de aire seco.<br />
- HUMEDAD RELATIVA, ϕ<br />
PARA CUALQUIER TEMPERATURA Y PRESIÓN BAROMÉTRICA DE<br />
UN ESPACIO DETERMINADO, LA RELACIÓN ENTRE LA PRESIÓN<br />
PARCIAL P V DEL VAPOR DE AGUA Y LA PRESIÓN DE SATURACIÓN<br />
P S A LA MISMA TEMPERATURA, ES UNA MEDIDA DE LA HUMEDAD<br />
RELATIVA.<br />
P v ’’ = P S<br />
M p p<br />
M p p p<br />
m<br />
PV = nRT = RT<br />
v v 18 v<br />
M<br />
xw<br />
= =<br />
29 −<br />
as as t<br />
v<br />
P<br />
HR(%) = 100 V PS<br />
El aire estará saturado de vapor de agua cuando, a una temperatura<br />
dada, su presión parcial sea igual a su presión de<br />
saturación, Ps , a dicha temperatura.<br />
De la misma forma, el aire estará saturado cuando, a una presión<br />
parcial Pv cualquiera, su temperatura sea igual a su<br />
temperatura de saturación a dicha presión. Dicha temperatura<br />
se denomina temperatura o punto de rocío, Tr , ya que indica la<br />
temperatura a la que comenzará a condensarse el vapor de agua.<br />
Cuando el aire está saturado Pv = Ps y T = Tr y la<br />
humedad relativa será del 100%.<br />
Según nos alejemos del 100% el aire estará más<br />
seco.<br />
Como P s aumenta con la temperatura la humedad<br />
relativa disminuirá en la misma proporción. Es<br />
decir, el aire tendrá menor humedad relativa<br />
cuando esté más caliente, aunque contenga la<br />
misma cantidad de vapor (la misma humedad<br />
absoluta, por ejemplo), y cuanto más alta sea la<br />
temperatura más difícilmente se producirá la<br />
saturación.
Los valores de presión de saturación del aire, a distintas<br />
temperaturas, se pueden obtener de ecuaciones<br />
0<br />
V<br />
P<br />
≡<br />
P<br />
S<br />
Los valores<br />
de la<br />
presión de<br />
saturación<br />
del aire, a<br />
distintas<br />
temperaturas<br />
, se pueden<br />
obtener de<br />
tablas<br />
P (bar)<br />
∼0.024<br />
Los valores de presión de saturación del aire, a<br />
distintas temperaturas, se pueden obtener de gráficos<br />
0.100<br />
0.080<br />
0.060<br />
0.040<br />
0.020<br />
Presion de vapor del agua (liq) en funcion de la temperatura<br />
Presión de vapor (tensión de vapor)<br />
SATURACIÓN:<br />
Coexistencia de<br />
fase líquida y fase<br />
gaseosa siendo la<br />
presión de vapor<br />
igual al valor<br />
indicado por la<br />
curva de equilibrio<br />
líquido- vapor a<br />
cada temperatura<br />
0.000<br />
0 10 20 30 40 50<br />
T (ºC)<br />
Coordenadas punto triple: 0.01 ºC, 0.00611 bar
P (bar)<br />
0.100<br />
0.080<br />
0.060<br />
0.040<br />
0.020<br />
Presion de vapor del agua (liq) en funcion de la temperatura<br />
0.000<br />
0 10 20 30<br />
1 i<br />
402<br />
50<br />
T (ºC)<br />
Interpolación lineal<br />
T (ºC) P (bar)<br />
0.01 0.00611<br />
5.00 0.00872<br />
10.0 0.01228<br />
15.0 0.01705<br />
20.0 0.02339<br />
25.0 0.03169<br />
30.0 0.04246<br />
35.0 0.05628<br />
40.0 0.07384<br />
45.0 0.09593<br />
P − P P − P<br />
=<br />
T −T T −T<br />
P = P<br />
i<br />
2 1 i 1<br />
2 1 i 1<br />
T −T<br />
( P − )<br />
i 1<br />
1<br />
+<br />
2<br />
P1<br />
T2<br />
−T1<br />
P( 38º C)<br />
= 0. 06632<br />
bar<br />
LA CANTIDAD DE AGUA EN EL AIRE HUMEDA PUEDE<br />
EXPRESARSE DE VARIAS MANERAS<br />
-TEMPERATURA DE ROCIO O PUNTO DE ROCIO<br />
(DEW POINT)<br />
Es la temperatura a la cual comienza a condensarse el<br />
vapor de agua de un ambiente (El aire húmedo llega a<br />
saturarse), para unas condiciones dadas de humedad y<br />
presión, cuando desciende la temperatura del ambiente y<br />
,por tanto, la del vapor en el contenido.<br />
La temperatura o punto de rocío es una medida de la<br />
humedad del ambiente<br />
La presión de saturación del vapor de agua a la<br />
temperatura de rocío es la presión parcial de vapor de<br />
agua del ambiente.
P (bar)<br />
PUNTO DE<br />
ROCÍO:<br />
0.100<br />
0.080<br />
0.060<br />
0.040<br />
0.020<br />
0.012<br />
Temperatura a la que debe enfriarse el aire<br />
(manteniendo constante su presión y su contenido<br />
en vapor) para alcanzar la saturación.<br />
Presion de vapor del agua (liq) en funcion de la temperatura<br />
El aire mantiene su<br />
humedad específica<br />
o absoluta<br />
pero aumenta la<br />
humedad relativa<br />
0.000<br />
0 10 20 30 40 50<br />
T (ºC)<br />
Temperatura de rocío ≈ 13.8 ºC<br />
Ejemplo. Masa de aire húmedo<br />
evolucionando desde 40 ºC hasta<br />
10 ºC (p v = 20 mbar, presión<br />
atmosférica constante 1010 mbar)<br />
HUMEDAD ABSOLUTA<br />
w<br />
pv<br />
= ε<br />
p − p<br />
=<br />
40º C<br />
v<br />
0.020<br />
= 0.622<br />
= 0.0126 kg ⋅ kg<br />
1.010 − 0.020<br />
w<br />
10º C<br />
pv<br />
= ε<br />
p − p<br />
v<br />
=<br />
−1<br />
0.012<br />
= 0.622<br />
= 0.0748 kg ⋅ kg<br />
1.010 − 0.012<br />
−1<br />
La temperatura de bulbo seco se corresponde con la temperatura ambiental tal<br />
y como se mide normalmente. Es decir en un lugar sombrío y al abrigo de<br />
corrientes de aire. El bulbo del termómetro se mantiene directamente al aire<br />
Para medir la temperatura de bulbo húmedo se usa el mismo tipo de<br />
termómetro pero se realiza la siguiente operación. Se llena un pequeño vaso con<br />
agua. Se introduce en el agua una sustancia porosa como una buena cantidad de<br />
algodón y un trozo de tela natural pero siempre de forma que parte esté<br />
sumergida en el agua y otra parte quede fuera del agua. El bulbo del termómetro<br />
se colocará rodeado de la tela o el algodón que sobresalga del agua.<br />
Cuando se rodea el bulbo del termómetro con el<br />
algodón o tela lo estamos rodeando de una<br />
sustancia que esta humedecida. El aire circulante<br />
en la atmósfera 'choca' con el algodón humedecido<br />
y evapora parte del agua . Al evaporar el agua debe<br />
absorber el calor latente de vaporización y lo hace<br />
robado calor al bulbo del termómetro. Entonces la<br />
temperatura del termómetro desciende<br />
continuamente hasta que el aire de los alrededores<br />
se satura, es decir, no admite más vapor de agua<br />
ENTONCES LA TEMPERATURA PERMANECE<br />
EN UN VALOR FIJO QUE SE DENOMINA<br />
TEMPERATURA DEL BULBO HÚMEDO.<br />
V ∼ 5 m/s<br />
La temperatura de termómetro húmedo depende<br />
de la humedad que contenga el aire<br />
What happens to the wet bulb temperature<br />
when the relative humidity decreases?<br />
Dry Bulb Wet Bulb Relative<br />
Humidity<br />
68 67 95<br />
68 66 90<br />
68 63 76<br />
68 58 55<br />
68 48 17<br />
VOLUMEN ESPECIFICO DEL AIRE HUMEDO.<br />
VOLUMEN DE UNA MASA DE AIRE HUMEDO POR<br />
KILOGRAMO DE AIRE SECO<br />
nRT<br />
RT<br />
PV = nRT V = = ( nas<br />
+ nv<br />
)<br />
P<br />
P<br />
RT ⎡ 1 Y ⎤ RT<br />
V = ( nas<br />
+ nv<br />
) = 1000 ⎢ + ⎥<br />
P ⎣ M as Mv<br />
⎦ P<br />
V<br />
⎡ 1 Y ⎤ RT<br />
= 1000<br />
⎢<br />
+<br />
⎣ 29 18 ⎥<br />
⎦ P
PSICROMETRÍA<br />
La psicrometría estudia las propiedades termodinámicas de<br />
mezclas de gas con vapor. En particular, la mayoría de las<br />
aplicaciones se refieren al aire húmedo, considerado como la<br />
mezcla de aire seco y vapor de agua.<br />
La psicrometría resulta entonces útil en<br />
-Diseño y análisis de sistemas de almacenamiento y<br />
procesado de alimentos<br />
-Diseño de equipos de refrigeración<br />
-Estudio del secado de alimentos,<br />
-Estudios de aire acondicionado y climatización<br />
-Torres de enfriamiento<br />
-Procesos industriales que exijan un fuerte control<br />
del contenido de vapor de agua en el aire.<br />
DIAGRAMAS PSICROMETRICOS<br />
LAS DIFERENTES PROPIEDADES DEL AIRE HÚMEDO ESTÁN<br />
RELACIONADAS ENTRE SÍ, DE FORMA QUE A PARTIR DE DOS<br />
CUALESQUIERA (T, X, HR, TR , TH , V* , ó ∆H* ) ES POSIBLE OBTENER<br />
EL RESTO. SIN EMBARGO, EL USO DE LAS DIVERSAS ECUACIONES O<br />
APROXIMACIONES PUEDE COMPLICAR EXCESIVAMENTE EL CÁLCULO<br />
DE LAS PROPIEDADES<br />
EN LA PRÁCTICA SE UTILIZAN DE DIAGRAMAS, QUE NO SON MÁS QUE<br />
LAS REPRESENTACIONES GRÁFICAS DE LAS ECUACIONES<br />
ANTERIORES, Y QUE SE DENOMINAN<br />
DIAGRAMAS PSICROMÉTRICOS<br />
TRICOS.<br />
EN ESTOS DIAGRAMAS, CADA ESTADO DEL AIRE VENDRÁ<br />
REPRESENTADO POR UN PUNTO, Y CADA PROCESO PSICROMÉTRICO<br />
POR UNA LÍNEA. SE CONSIGUE ASÍ UNA ESTIMACIÓN RÁPIDA Y<br />
PRECISA DE LA INFORMACIÓN NECESARIA EN EL ESTUDIO Y DISEÑO<br />
DE EQUIPOS O PROCESOS RELACIONADOS CON LA PSICROMETRÍA.<br />
ADEMÁS PERMITEN REALIZAR CÁLCULOS EN CUALQUIER<br />
MOMENTO Y SITUACIÓN.<br />
DIAGRAMA DE CARRIER<br />
HUMEDAD<br />
ABSOLUTA, Y<br />
(kg agua/kg aire seco)<br />
p<br />
va<br />
=<br />
p<br />
T<br />
Y<br />
0.622 + Y<br />
TEMPERATURA SECA (ºC)
ϕ =<br />
p<br />
p<br />
T<br />
S<br />
Y<br />
0.622 + Y<br />
The psychrometric chart has<br />
seven lines.<br />
LINEAS TEMPERATURA<br />
HUMEDA CONSTANTE<br />
Y<br />
=<br />
0.622ϕ<br />
pS<br />
p −ϕ<br />
p<br />
T<br />
S<br />
Enthalpy<br />
F<br />
Dew Point E<br />
Wet Bulb &<br />
Saturation Curve<br />
G<br />
D<br />
D<br />
Relative<br />
Humidity<br />
C B Specific Volume<br />
Dry Bulb Axis<br />
A Absolute<br />
Humidity Axis
LINEAS DE VOLUMEN ESPECIFICO CONSTANTE
68<br />
23<br />
14.8<br />
20.1<br />
20.1<br />
T R = 14.5 ºC<br />
Problem No. 1<br />
• The dry bulb reading is 78° and the wet bulb is 58°.<br />
Using the chart determine the following values. What is<br />
the:<br />
– a. Relative Humidity?<br />
• 28 percent<br />
– b. Dew Point?<br />
• 42 degrees<br />
– c. Absolute Humidity?<br />
• .0056 lbs water/lb dry air<br />
– d. Specific Volume?<br />
• 13.65 cu.ft. / lb dry air<br />
– e. Enthalphy?<br />
• 25 BTU’s / lbs. dry air<br />
Problem No. 2<br />
• The dry bulb reading is 78° and the wet bulb is 65°.<br />
Using the chart determine the following values. What is<br />
the:<br />
– Relative Humidity?<br />
• 50 percent<br />
– Dew Point?<br />
• 57.8 degrees<br />
– Absolute Humidity?<br />
• .0102 lbs. water / lb. dry air<br />
– Specific Volume?<br />
• 13.78 cu. ft. / lb. dry air<br />
– Enthalphy?<br />
• 30 BTU’s / lbs. dry air
Problem No. 3<br />
• The dry bulb reading is 70° and the wet bulb is 54°.<br />
Using the chart determine the following values. What<br />
is the:<br />
– Relative Humidity?<br />
• 33 percent<br />
– Dew Point?<br />
• 40 degrees<br />
– Absolute Humidity?<br />
• .0050 lbs. water / lb. dry air<br />
– Specific Volume?<br />
• 13.45 cu. ft. / lb. dry air<br />
– Enthalphy?<br />
• 22.5 BTU’s / lbs. dry air<br />
Problem No. 4<br />
• The dry bulb reading is 85° and the wet bulb is 60°.<br />
Using the chart determine the following values. What is<br />
the:<br />
– Relative Humidity?<br />
• 22 percent<br />
– Dew Point?<br />
• 41 degrees<br />
– Absolute Humidity?<br />
• .0055 lbs. water / lb. dry air<br />
– Specific Volume?<br />
• 13.85 cu. ft. / lb. dry air<br />
– Enthalphy?<br />
• 26.5 BTU’s / lbs. dry air<br />
Use of the psychrometric chart<br />
• A. You have had four practice problems and if<br />
need be you can do more problems later.<br />
• B. When you listen to the weather report on the<br />
radio or watch it on television the two basic facts<br />
are the dry bulb and the relative humidity.<br />
• C. This is done because the relative humidity<br />
recorders are more automated than the sling<br />
psychrometer.<br />
• Repeat the previous problems to prove that<br />
those two values will provide the same answers.<br />
What happens during heating and cooling?<br />
A. There is no change in the absolute humidity of the<br />
air-vapor mixture.<br />
B. Cooling occurs from right to left.<br />
C. Heating occurs from left to right.<br />
D. There is a change in the sensible heat of the air-vapor<br />
mixture.<br />
E. Heat must be added or subtracted to cause the<br />
temperature change.<br />
Heating<br />
Cooling<br />
Dry Bulb Temperature
2. Sensible heat required to raise the<br />
temperature of an air-vapor mixture.<br />
• Calculate the amount of sensible heat that must<br />
be added to 10 lb. of air at 55° dry-bulb and 40%<br />
relative humidity to raise the temperature of the<br />
air to 90°F dry bulb.<br />
H1<br />
Enthalpy<br />
40%<br />
H2<br />
Steps to follow to solve the problem<br />
• A. Locate the 55° dry bulb and 40% R. Humidity point.<br />
• B. Follow the enthalpies line to H1.<br />
• C. Move from point established in (A), right to 90° on a<br />
horizontal constant water content line.<br />
• D. Follow enthalpies line H2.<br />
H2<br />
• E. H2 = 25.9 BTU’s/lb dry air.<br />
• F. H1 = 17.5 BTU’s/lb dry air. Enthalpy<br />
H1<br />
40%<br />
55 Degrees F 90<br />
55 Degrees F 90
Solution<br />
• Quantity = W (H(2) - H(1))<br />
• Quantity = 10# (25.9 - 17.5)<br />
• Quantity = 10# (8.4)<br />
• Quantity = 84 BTU’s<br />
H2<br />
Would you be more comfortable in this<br />
atmosphere?<br />
• The relative humidity is now 12%.<br />
• The 84 BTU’s can be added by humidification.<br />
H2<br />
H1<br />
Enthalpies<br />
H1<br />
Enthalpies<br />
40%<br />
40%<br />
55 Degrees F 90<br />
55 Degrees F 90<br />
What is humidification and<br />
dehumidification?<br />
A. Humidification adds moisture to the air which<br />
increase the absolute humidity.<br />
B. Dehumidificaiton remove moisture from the air<br />
which decrease the absolute humidity<br />
4. How is humidity increased?<br />
• A. Water is added in vapor form.<br />
• B. Water is converted from liquid to gas.<br />
• C. There is an increase in the energy level.<br />
Dehumidification<br />
Humidification<br />
Humidification
5. How is humidity decreased?<br />
A. There is a change from gas to liquid.<br />
B. There is a decrease in the energy level.<br />
C. With the loss of energy, condensation occurs.<br />
6. What is latent heat?<br />
A. The amount of heat added or taken away to cause the change<br />
of state in humidification or dehumidification.<br />
B. The change occurs without a change in temperature.<br />
C. Latent heat is heat needed to change from a liquid to a gas or<br />
the heat released in a change from a gas to a liquid.<br />
D. The latent heat of vaporization for water is 970 BTU’s/lb. at<br />
atmospheric pressure (2500000 J/kg)<br />
Dehumidification
7. How much moisture is needed to raise the<br />
relative humidity of an air-vapor mixture?<br />
• A. The lbs. water / lb dry air can be calculated<br />
as the relative humidity increase from 12% to<br />
50% and the temperature stays at 75°.<br />
The amount of moisture is.<br />
• Water needed = final absolute humidity - initial<br />
absolute humidity<br />
• Water needed = 0.0094 - 0.0022<br />
• Water needed = 0.0072 lbs<br />
water / lb dry air<br />
50%<br />
0.0094<br />
lbs water/<br />
lb dry air<br />
50%<br />
0.0094<br />
lbs water/<br />
lb dry air<br />
12%<br />
0.0022<br />
12%<br />
0.0022<br />
75°<br />
75°
8. How much heat is needed to evaporate the<br />
water that’s needed to increase the relative<br />
humidity?<br />
• A. The BTU’s / lb dry air can be calculated as the<br />
relative humidity increase from 12% to 50% and the<br />
temperature stays at 75°.<br />
• B. Assume that 100 lbs. dry air per hour pass through a<br />
building.<br />
12%<br />
50%<br />
0.0094<br />
lbs water/<br />
lb dry air<br />
0.0022<br />
The amount of heat ….<br />
• BTU’s needed = final enthalpy - initial enthalpy<br />
• BTU’s needed = 28.0 BTU’s/lb dry air - 21.0<br />
BTU’s/lb dry air<br />
• BTU’s needed = 7.0 BTU’s per lb<br />
H<br />
– dry air<br />
2<br />
• Total BTU’s for the building =<br />
50%<br />
H<br />
7.0 BTU’s/lb dry air X 100 lb 1<br />
dry air/hr=700 BTU’s/hr<br />
12%<br />
75°db<br />
75°db<br />
9. What is evaporative cooling?<br />
A. Through evaporation, moisture in the air accumulates and the<br />
air temperature decreases?<br />
B. Sensible heat from the air vaporizes water from its liquid to<br />
gaseous phase.<br />
C. There is no loss or gain of heat within the system because<br />
the amount of sensible heat removed equals latent heat added<br />
to the water.<br />
D. The process follows a constant enthalpy line.<br />
Addition of<br />
moisture<br />
Lowering of<br />
db Temp
10. How is evaporative cooling used?<br />
• A. It lowers the dry bulb temperature.<br />
• B. It is used where a lower temperature is<br />
desired.<br />
• C. The maximum temperature reduction is the<br />
difference between starting dry bulb temperature<br />
and its wet bulb temperature.<br />
• This is an air-conditioning example.<br />
11. Determine the amount of water needed for an<br />
evaporative cooler when 1200 lbs. dry air passes<br />
through a livestock building per hour.<br />
• A. Air enters the cooler at 95° dry bulb and 30% relative humidity<br />
and leaves at 80°.<br />
• B. Read absolute humidity value for 95° and 30% relative<br />
humidity>> 0.0106 lbs. water/lb. dry air.<br />
• C. Extend enthalphy line toward saturation curve.<br />
• D. Read absolute humidity value for 80°>>><br />
0.0143 lbs water/lb dry air.<br />
• E. Water/lb dry air: 0.0143 - 0.0106 =<br />
0.0037 lbs water<br />
Lbs water/<br />
lb dry air<br />
• F. Water for bldg. = 0.0037 0.0143 lbs<br />
water x 1200 lbs dry<br />
air/hr<br />
30% 0.0106<br />
• G. Water, gal/hr = 4.44<br />
lbs/8.3 lbs gal = 0.54 gal/hr<br />
80°<br />
95° Dry Bulb Temp.<br />
EJEMPLO.<br />
Una masa de aire a 30 ºC con 30 % de humedad se<br />
somete a un proceso de saturación adiabática.<br />
Después se enfría hasta 13.5 ºC y posteriormente<br />
se calienta hasta que su temperatura alcanza<br />
19 ºC. Determínese su humedad relativa y la<br />
variación en su humedad absoluta.<br />
∆ω = 0.095-0.080 =<br />
= 0.015 kg·kg -1<br />
18 ºC<br />
13.5 ºC<br />
30 ºC<br />
30 %<br />
0.095<br />
0.080<br />
19 ºC
1 mm Hg = 1.333 mbar<br />
∼7
(Temperatura constante = 20 ºC)