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1.7.1 TEMPERATURA DE BULBO HÚMEDO

Bajo cualquier estado en que se encuentre el aire húmedo, existe una temperatura t* en la cual el agua, líquida o solida, evapora en el aire para llevarlo a un estado de saturación bajo exactamente esa misma temperatura y presión total. Durante una saturación adiabática, el aire saturado se genera a una temperatura idéntica a la temperatura del agua que se le ha inyectado. En este proceso isobárico:

  • La razón de aumenta de un valor W a uno Ws*, que corresponde a su valor de saturación bajo la temperatura t*
  • La entalpía aumenta de un valor inicial h a uno hs*, que corresponde a su valor de saturación bajo la temperatura t*
  • La masa de agua añadida por unidad de masa de aire seco es (Ws* − W), añade energía al aire húmedo a una razón de (Ws* − W)hw*, donde hw* es la entalpíe específica en kJ/kgw del agua añadida bajo la temperatura t*

Por lo tanto, si el proceso es estrictamente adiabático, la conservación de la entalpía durante el proceso isobárico implica que:

Ecuación 1.7.1a
Ws*, hw*, y hs* son funciones únicamente de t* para un valor dado de presión. El valor de t* que satisfice la ecuación 1.6b para unos valores dados de h, W, y p es la temperatura de bulbo húmedo.
Un psicrómetro consiste en dos termómetros; el bulbo de uno de ellos está cubierto por un retaso de gasa húmedo. Cuando el bulbo es puesto bajo una corriente de aire, el agua de la gasa se evapora y eventualmente alcanza una temperatura cercana a la temperatura de bulbo húmedo. Este proceso no es de saturación adiabática, como con el que se definió termodinámicamente la temperatura de bulbo húmedo, sino uno de transferencia simultánea tanto de calor como de masa desde el bulbo húmedo hacia el aire húmedo que lo rodea. Por fortuna, solo se requiere de unas pequeñas correcciones para leer la temperatura de bulbo húmedo desde un termómetro. Como fue definido, la temperatura de bulbo húmedo es una propiedad termodinámica única en dada muestra de aire húmedo independiente de la técnica con que se mida.
La ecuación 1.7a es exacta ya que define la temperatura termodinámica de bulbo húmedo. Substituyendo la relación de gas perfecto aproximada (Ecuación 1.6.7.3e) para h, daría el valor correspondiente de hs*, y si la relación de líquido saturado es aproximadamente:
Ecuacion 1.7.1b
Se tendría que la razón de humedad en término de temperatura de bulbo húmedo es:
Ecuacion 1.7.1c
donde t y t* son en °C. Por debajo del punto de fusión, las ecuaciones correspondientes son:
Ecuacion 1.7.1d
Ecuacion 1.7.1e
Un termómetro, ya sea de bulbo húmedo o seco, es impreciso cuando se utiliza para calcular la humedad por debajo de 0°C.

1.7.2 PUNTO DE ROCÍO

El punto de rocío td del aire húmedo con una razón de humedad W y presión atmosférica p es una temperatura a la que una muestra de aire definido como la solución td (p, w) en donde W es igual a Ws(p, td). Para gases perfectos se reduce a:
Ecuacion 1.7.2a
donde pw es la presión parcial de vapor de agua para una muestra de aire húmedo, y pws(td) es la presión de vapor de saturación en la temperatura td. La presión de vapor de saturación es obtenida de tablas o utilizando la ecuación 1.4.2. De manera experimental, el punto de rocío puede ser calculado directamente de una de las siguientes ecuaciones:
Entre 0 y 93°C,
Ecuacion 1.7.2b
Por debajo de 0°C,
Ecuacion 1.7.2c
Donde,

t_d = temperatura de rocío, en °C
α = presión parcial del vapor de agua
p_w = presión parcial de vapor de agua, kPa
C_1 = 6.54
C_2 = 14.526
C_3 = 0.7389
C_4 = 0.09486
C_5 = 0.4569

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] AMERICAN SOCIETY OF HEATING, REFRIGERATING AND AIR-CONDITIONING ENGINEERS. Fundamentals Handbook. Psychrometrics [Archivo de lectura Acrobat Reader *.pdf]. ASHRAE’s online bookstore [online]. 2010. Avalaible from internet:<http://www.techstreet.com/standards/ASHRAE/F01_2009_I_P_?product_id=1644226&gt;. 16 p.
[2] CENGEL, Yunus A. y BOLES, Michael A. Thermodynamics: An engineering approach [PDF]. 6 ed: McGraw-Hill. 2008. Avalaible from Internet: <http://highered.mcgraw-hill.com/classware/infoCenter.do?isbn=0073529214&gt;. 882 p. ISBN 007352921416 p.