Psicrometria

Introduo a PsicrometriaKtia de La Salles

Cartas psicromtricas

Propriedades do ar umido

Temperatura de Bulbo Seco (T ou TBS): Indica a quantidade de energia na forma de calor contindo no ar. Expresso em C. Sua variao designada como calor sensvel (que pode ser medido diretamente) ou seja, temperatura do gs (ou do ar) indicada por um termmetro comum.

Propriedades do ar midoA temperatura de termmetro seco ou bulbo seco, T, a temperatura a que normalmente nos referimos como temperatura do ar, a qual medida com um termmetro comum e no , influenciada pela umidade relativa do ar. O eixo das abscissas da carta psicromtrica representa esta temperatura.Temperatura de Bulbo mido (TBU):

A temperatura de termmetro mido ou bulbo mido, TBU, a temperatura limite de resfriamento alcanada por uma pequena quantidade de lquido em contato com uma quantidade muito maior de ar mido; medida com um termmetro de mercrio, cujo bulbo est coberto por uma gaze (ou material poroso) mida atravs do qual passa uma corrente de ar, com uma velocidade constante e conhecida, para favorecer a evaporao da gua.D uma indicao da quantidade de vapor de gua que o ar mido pode evaporar.TBU geralmente inferior a temperatura de bulbo seco (exceto quanto o ar est saturado, onde as 2 so iguais), sendo esta diferena tanto maior quanto mais seco estiver o ar.Temperatura de saturao adiabtica, TSA a temperatura que uma mistura ar/vapor de gua atinge quando for saturada atravs de um processo adiabtico.Uma vez que muitos processos de secagem ocorrem em condies aproximadamente adiabticas, a temperatura de saturao adiabtica uma grandeza particularmente til e importante porque d uma medida da umidade do gs.

Temperatura de orvalho, TPO

a temperatura qual a presso parcial do vapor de gua igual sua presso de vapor de saturao, isto , pA pASat (Tpo). Ao atingir esta temperatura, o vapor de gua existente no ar comea a condensar-se, originando as primeiras gotas de gua lquida.

Umidade absoluta (): a massa de ar contida em 1 kg de ar seco. Expressa a relao entre a massa de ar seco e a de vapor superaquecido contido na mistura de ar mido (mvapor/m ar seco).

Ar saturado (ou mistura saturada): mistura de ar seco e vapor de gua saturado (estado de equilbrio entre o ar mido e as fases lquida e vapor da gua). Ar no-saturado (ou mistura no-saturada):

mistura de ar seco e vapor de gua superaquecido.Nesta mistura a presso parcial do vapor dgua na mistura ar/gua igual a presso de vapor , pAS , da gua pura em uma dada temperatura .Umidade de saturao ( S)

Porcentagem de umidade

A percentagem de umidade definida como 100 vezes o valor de dividido por S se o ar estiver saturado na mesma temperatura e presso:Porcentagem de umidade relativa

Umidade relativa (UR): a razo entre a quantidade de vapor de gua existente em um certa massa de ar e aquela que ele teria se estivesse saturado mesma temperatura.

OBS: importante verificar que, embora a umidade relativa do ponto B seja muito maior que a do ponto A (est mais prxima da curva de saturao), a umidade especfica do ponto A muito maior que a do ponto B (pois o ar mido com maior temperatura admite maior quantidade fsica de umidade) Entalpia: quantidade de energia interna em relao a um ponto de referncia. A entalpia de uma mistura de ar seco e vapor de gua a soma das entalpias dos componentes.

Calor latente: aplicado ao ar, refere-se s modificaes do contedo de umidade do mesmo, sem alterao da temperatura.

Volume especfico: expressa a relao entre o volume e a massa do contedo de ar seco da mistura. Expresso em m3/kg.Calor midoO calor mido, cS, a quantidade de calor em J (ou kJ) necessrio para elevar a temperatura de 1 kg de ar seco mais o vapor dgua presente nele em 1C.A capacidade calorfica do ar e do vapor dgua pode ser assumidos constantes sob a faixa de temperatura geralmente utilizada, 1,005 kJ/kg ar . K e 1,88 kJ/kg vapor dgua . K, respectivamente.

(SI)(ingls)Volume mido (de uma mistura ar/vapor dgua)O volume mido o volume total em metro cbico de 1kg de ar seco mais o vapor que ele contm a 1 atm e a uma dada temperatura de um gs. Utilizando a lei de gs ideal:

Para uma mistura de ar-vapor dgua saturado, = S, e H o volume saturadoEntalpia total de uma mistura ar/vapor dguaA entalpia total de um 1kg de ar mais seu vapor dgua H J/kg ou kJ/kg de ar seco.Se T0 escolhido como temperatura de referncia para ambos os componentes a entalpia total o calor sensvel da mistura do vapor dgua/ar mais o calor latente 0 em J/kg do vapor dgua a T0

Se a entalpia total avaliada com base na temperatura de T0 de 0C (32F), a equao para H ser:

Representao esquemtica da carta psicromtrica: Fig 1: Representao esquemtica da carta psicromtrica ar/vapor de gua (presso constante) mostrando as propriedades do ar mido num ponto representativo do sistema Regra das fases, so necessrias apenas 2 propriedades para caracterizar todas as propriedades do ar midoCarta Psicromtrica:

EntalpiaTemperatura BUUmidade AbsolutaTemperatura de BSVolume EspecficoLinha de SaturaoTratamentos Termo-higromtricos evidenciados na carta psicromtricaResfriamento Simples:

Este processo se caracteriza pela reduo da temperatura de bulbo seco do ponto A para o ponto B (retirada exclusivamente de calor sensvel), mantendo-se a umidade especfica do ar constante.

Conseqentemente a umidade relativa da mistura ar-vapor ir aumentar, uma vez que a condio desta ir se aproximar da curva de saturao.Este processo promovido principalmente por serpentinas de resfriamento (alimentadas por gua gelada ou pela expanso de gs refrigerante)18Resfriamento Adiabtico:Este processo se caracteriza pela reduo da temperatura de bulbo seco (ponto A) do ar atravs da evaporao da gua (geralmente atomizada no fluxo de ar), elevando o contedo de umidade do ar (ponto B). Quando a gua se evapora ela rouba calor do ar, reduzindo a temperatura.

OBS: Ocorre uma troca do calor latente oriundo da evaporao da gua pelo calor sensvel (associada temperatura da mistura) do ar. O resultado da somatria do acrscimo da carga latente com a reduo da carga sensvel resulta zero, evidenciando um processo sem variao do contedo enrgico (adiabtico)Este processo pode ser promovido por lavador de gua recirculada ou pela asperso direta da gua no ambiente.Resfriamento e DesumidificaoEste processo se caracteriza pela reduo simultnea da temperatura de bulbo seco (carga sensvel) e da umidade especfica (carga latente) do ar.

Este processo pode ser promovido por serpentina de gua gelada ou de expanso direta ou ainda por lavador de gua gelada.Aquecimento simples:Este processo se caracteriza pela elevao da temperatura de bulbo seco, com acrscimo exclusivamente de calor sensvel ao ar, sem alterao da umidade especfica do ar, onde o ar passa do ponto A para o ponto B.

w cte

UR Este processo pode ser promovido por serpentinas de aquecimento (alimentadas por gua quente, vapor ou pela condensao de gases refrigerantes) ou resistncias eltricas.Umidificao Simples

Este processo se caracteriza pela elevao de umidade especfica do ar, com a manuteno da temperatura de bulbo seco constante.Isto feito mediante o acrscimo exclusivamente de calor latente ao ar (evaporao de gua), o qual promovido por injeo do vapor (alimentado por linhas de vapor saturado ou pela evaporao de gua aquecida por resistncias eltricas de imerso)Desumidificao e aquecimentoEste processo se caracteriza pela reduo da umidade especfica do ar, acompanhado pela elevao da temperatura de bulbo seco do ar.

Umidificao e Resfriamento no adiabticoEste processo se caracteriza pela reduo da TBS, acompanhada pela elevao da umidade absoluta, sendo o resultado da somatria do fluxo energtico (entrada + sada de energia) maior que zero.

Este processo pode ser removido por lavador de gua quente. No caso, a temperatura da gua utilizada estaria acima da temperatura de bulbo mido do ar ambiente, produzindo, alm da troca de calor sensvel do ar ambiente pelo calor latente da gua , um acrscimo na energia total do sistema (entalpia).25

Representao na carta psicromtrica de processos com ar hmido

26Processos com ar hmido

AquecimentoArrefecimentoArrefecimento Humidificao com arrefecimento (a)(b)(c)(d)

Referncias consultadasBritto, J. F. B.; Consideraes sobre psicrometria. Artigo tcnico.Geankoplis, C. J.; Transport Processes and Separation Process Principles. 4ed. Prentice Hall. 2006.Foust, Alan S. Princpios das Operaes Unitrias. LTC. Rio de Janeiro, 1982.Azevedo. E. G.; Alves A. M. Engenharia dos processos de separao. 2 ed. Instituto Superior Tcnico, 2013.www.evandro.eng.br/grapsi.htmlwww.linric.com/psydown.htmwww.cytsoft.com/psychrometric%20chart.htmwww.lirinc.com/free4me.htmwww.handsdownsoftware.com/Downloads.htmwww.humiditycontrol.co.uk/Technology/psychrometric-chart.htmwww.uigi.com/WebPsycH.html

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