SECADORES Y DESHUMIDIFICADORES

El aire atmosférico, que respiramos, contiene gran número de compuestos gaseosos, así como vapor de agua y contaminantes varios (humos, polen, polvo, contaminantes gaseosos cerca de las fuentes de emisión de estos productos, etc.)

Se denomina aire seco, al aire atmosférico una vez eliminados tanto todo el vapor de agua como los contaminantes presentes. Numerosas mediciones han demostrado que la composición del aire seco, es relativamente constante, salvo pequeñas variaciones en función del tiempo, localización geográfica y altitud.
La composición aproximada en % de volumen es:

La masa molecular media es de 28,9645 kg aire seco/kmol aire seco, y por lo tanto su constante R vale 287,0 J/kg. K.

El aire húmedo es una mezcla binaria (de aire seco y vapor de agua). La cantidad de vapor de agua puede variar de 0 (aire seco), hasta un máximo que depende de las condiciones de presión y temperatura; en este último caso, se habla de saturación (un estado de equilibrio entre el aire húmedo y la fase de agua condensada).

La masa molecular del agua es 18,01534 kg/kmol, y la constante R es 461,52 J/kg. K.

Las relaciones matemáticas que utilizamos, son los correspondientes a los utilizados en las mezclas ideales, ya que el aire seco, como gas se encuentra a bajas presiones y temperaturas moderadas y el vapor de agua, normalmente, se encuentra en estado de vapor sobrecalentado.
Estas relaciones son:

Para definir un estado de una mezcla gaseosa, no nos basta con saber la p y T, también necesitamos conocer que cantidad de cada componente tenemos, para ello, para definir un estado termodinámico del aire húmedo; además de conocer la p y T necesitamos conocer uno de los siguientes parámetros:

• La humedad relativa.
• El grado de humedad.
• El grado de saturación.

Propiedades Del Aire Húmedo.

Densidad del vapor de agua: La densidad del vapor de agua en el aire saturado
y en el aire húmedo
Serán respectivamente:             
 

Densidad del aire húmedo:

La densidad del aire húmedo es igual a la suma de las densidades del vapor de agua y del aire seco a las respectivas presiones parciales y a la temperatura de la mezcla.

Humedad relativa del aire:

La humedad relativa es la relación entre la densidad del vapor de agua en la mezcla o aire húmedo y la densidad del vapor de agua en una mezcla saturada a la misma temperatura.

Grado de humedad del aire o humedad absoluta del aire:

Se denomina grado de humedad del aire a la relación entre la masa de vapor de agua que hay en cierta cantidad de aire húmedo y la masa de aire seco de dicha cantidad.


Grado de saturación del aire:

El grado de saturación del aire es la relación entre el grado de humedad de la mezcla w y el grado de humedad máximo ws,o grado de humedad de una mezcla saturada a la misma temperatura.

Punto de rocío:

El punto de rocío del aire húmedo es la temperatura a la cual aquél pasa a ser aire húmedo saturado, si se enfría a presión total constante y grado de humedad constante.

Temperatura de bulbo seco:

Es la temperatura que se mide mediante un termómetro normal, que indica la temperatura del aire húmedo.

Temperatura de bulbo húmedo:

Es la temperatura que se mide con un termómetro cuyo bulbo está recubierto de una muselina con agua y está expuesto a una corriente de aire. Entonces, si el aire húmedo no está saturado se produce una evaporación del agua que contiene la tela tanto más intensa cuanto más seco está el aire, y se observa un descenso gradual de su temperatura hasta un valor constante denominado temperatura de bulbo húmedo. Debido a que el aire húmedo en general no se encuentra saturado se produce una evaporación espontánea del agua de la mecha que intenta saturar el aire. El calor latente de evaporación del agua proviene, en una primera fase, de la misma agua, produciéndose un descenso de su temperatura.

Al producirse una diferencia de temperatura entre el agua de la mecha y el aire, se iniciará una transferencia de calor por convección entre el aire y el agua, que contribuirá a la evaporación del agua.
A medida que va descendiendo la temperatura del agua, la contribución térmica del aire será progresivamente mayor que la proveniente de la propia agua, hasta llegar a un punto de equilibrio en que la temperatura del agua (bulbo húmedo del termómetro) alcanza un valor constante, denominada temperatura de bulbo húmedo.
En esta situación todo el calor necesario para vaporizar el agua proviene solamente del aire.

Los procedimientos comunes de deshumidificación son:

1) Mediante refrigerador de agua a la salida del compresor.
2) Mediante refrigerador de aire a la salida del compresor.
3) Mediante equipo frigorífico, a la salida del calderín.
4) Mediante secador por adsorción, a la salida del calderín.
5) Mediante secador por pastillas desecantes, en el circuito.
6) Mediante filtros separadores cerámicos, en el circuito.
7) Mediante separadores centrífugos, en el circuito.