Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

744
MEZCLAS DE GAS-VAPOR
Por lo tanto,
m f m a 2 1
Balance de energía:
E ent E sal
puesto que Q 0 y W 0
m a h 1 m f h f2
m a h 2
o
Al dividir entre ṁ a se obtiene
m a h 1 m a 2 1 h f2
m a h 2
h 1 2 1 h f2
h 2
o
c p T 1 1 h g1
2 1 h f2
c p T 2 2 h g2
lo que produce
c p T 2 T 1 2 h fg2
1
h g1
h f2
(14-14)
donde, de la ecuación 14-11b),
2
0.622P g2
P 2
P g2
(14-15)
Termómetro
ordinario
Termómetro
de bulbo húmedo
Flujo
de aire
FIGURA 14-12
Un arreglo simple para medir la
temperatura de bulbo húmedo.
Mecha
Agua
líquida
puesto que f 2 100 por ciento. De este modo se concluye que la humedad
específica (y la humedad relativa) del aire pueden deducirse de las ecuaciones
14-14 y 14-15 si se mide la presión y la temperatura del aire a la entrada y a la
salida de un saturador adiabático.
Si el aire que entra al canal ya está saturado, entonces la temperatura de
saturación adiabática T 2 será idéntica a la temperatura de entrada T 1 , en cuyo
caso la ecuación 14-14 produce v 1 v 2 . En general, la temperatura de saturación
adiabática estará entre las temperaturas de entrada y del punto de rocío.
El proceso de saturación adiabática recién analizado proporciona un
medio para determinar la humedad absoluta o relativa del aire, pero es necesario
un canal largo o un mecanismo de rociado para alcanzar condiciones
de saturación a la salida. Un planteamiento más práctico consiste en emplear
un termómetro cuyo bulbo esté cubierto con una mecha de algodón saturada
con agua, y soplar aire sobre ella, tal como se muestra en la figura 14-12.
La temperatura medida de esta manera se denomina temperatura de bulbo
húmedo T bh , y se emplea comúnmente en aplicaciones de acondicionamiento
de aire.
El principio básico implicado es similar al de la saturación adiabática. Cuando
el aire no saturado pasa sobre la mecha húmeda, un poco del agua en la mecha
se evapora. Como resultado, disminuye la temperatura del agua y se crea una
diferencia de temperatura (que es la fuerza impulsora para la transferencia de
calor) entre el aire y el agua. Luego de un tiempo, la pérdida de calor del agua
por evaporación es igual a la ganancia de calor del aire y la temperatura del
agua se estabiliza. En este punto, la lectura del termómetro es la temperatura
de bulbo húmedo. También se puede medir la temperatura de bulbo húmedo
con un termómetro con mecha húmeda colocado en un soporte unido a una
manivela y girando el soporte rápidamente: es decir, se mueve el termómetro
en lugar del aire. Un dispositivo que trabaje con base en este principio