FENMENOS DE TRANSPORTE 2

CONDICIONAMENTO DE AR E PSICOMETRIA

DEFINIO

"Ar condicionado um processo detratamento de ar, que visa controlarsimultaneamente a temperatura, a umidade, apureza e a distribuio do ar (ventilao) paraum determinado ambiente".

Ar condicionado industrial,Laboratrios ambientais,Laboratrios de metrologia,Indstria txtil, Hospitais, Salas de computao, Micro mecnica e microeletrnica,

APLICAES

CONFORTO HUMANO

O metabolismo de uma pessoa depende dosseguintes fatores: energia interna, conveco,radiao e evaporao, ou seja, para que umapessoa tenha uma sensao agradvel em umdeterminado local, necessrio que oambiente apresente:

Temperatura = 25 2oC,Umidade do ar = 50%, Velocidade do ar = 0,08 a 0,12 (m/s),

PROPRIEDADES:

TBS Temperatura de bulbo seco

TBU Temperatura de bulbo mido.

UR Umidade relativa

UA Umidade absoluta

h Entalpia.

v Volume especfico

PSICROMETRIA

PSICROMETRIA Estudo das propriedades do ar mido.

A Psicrometria definida como o ramo da fsica relacionado com a medidaou determinao das condies do ar atmosfrico, particularmente comrespeito mistura ar seco vapor dgua.

PSICROMETRIA

Ar Seco (Dry Air) a mistura dos gases que constituem o ar atmosfricocom excluso do vapor dgua, i.e., quando todo o vapor dgua e oscontaminantes (fumaa, poeira e outros contaminantes) so removidos do aratmosfrico.

A composio do ar seco relativamente constante, tendo pequenasvariaes na quantidade dos componentes com o tempo, localizaogeogrfica e altitude.

Pode ser tratado como gs ideal com cp=1,005 kJ/kg.K

A massa molecular aparente do ar seco 28,9645 kg/kg-mol e a do vapordgua de 18,01528 kg/kg-mol, ambas na escala do carbono 12, ASHRAE(1997). A constante dos gases para o ar seco, baseada na escala docarbono 12 :

PSICROMETRIA

A composio percentual, em volume ou nmero de moles por 100 moles do ar seco, dada na tabela ao lado.

PSICROMETRIA

Ar mido (Moist Air) a mistura do ar seco com o vapor dgua.A quantidade de vapor dgua na mistura vai de zero at o valor desaturao, que a quantidade mxima de vapor dgua que o ar podesuportar a determinada temperatura.

Para este caso, pode ser considerado como gs ideal, com certa perdade acurcia.

Ar Saturado mistura de ar seco e de vapor dgua saturado.

Ar No aturado mistura de ar seco e vapor dgua superaquecido.

PROPRIEDADES TERMODINMICAS DO AR MIDO

Associadas temperatura:

Temperatura de Bulbo Seco (TBS): a temperatura indicada por umtermmetro comum. a verdadeira temperatura do ar mido. freqentemente denominada apenas temperatura do ar.

Temperatura de Bulbo mido (TBU): a temperatura indicada por umtermmetro cujo bulbo foi previamente envolto por algodo mido. Para sefazer a leitura desse tipo de temperatura, se faz necessrio um psicrmetro.

Temperatura de Orvalho (TO): a temperatura no qual o vapor se condensa ou solidifica quando resfriado a presso constante e contedo de umidade constante.

TEMPERATURA DE BULBO MIDO

PSICRMETRO

PSICROMETRIA - TEMPERATURAS

PSICROMETRIA

Pv - PRESSO PARCIAL DE VAPOR

Pa - PRESSO PARCIAL DO AR SECO

P - PRESSO TOTAL DO AR MIDO

Lei de Dalton A presso total de uma mistura de gases igual soma das presses parciais de cada componente na mesmatemperatura da mistura.

Presso Parcial a presso parcial de cada componente na mistura apresso que ele exerceria se ocupasse sozinho o volume da mistura,na temperatura da mistura.

PSICROMETRIA

Umidade absoluta: a relao entre a massa de vapor dgua e amassa de ar seco contidas na mistura.

PSICROMETRIA - PROPRIEDADES

Umidade relativa: a relao entre a presso parcial do vapor dgua na mistura (Pv) e a presso de saturao correspondente temperatura de bulbo seco da mistura (Pg).

PSICROMETRIA

Volume Especfico: o volume ocupado pela mistura ar seco / vapordgua por unidade de massa de ar seco.

PSICROMETRIA - PROPRIEDADES

Entalpia para o Ar mido (h): a entalpia da mistura ar seco / vapor dgua a energia do ar mido por unidade de massa de ar seco.

]/[. secoarga kgkJhwhh

Uma sala de 5 x 5 x 3 m tem ar a 25 C e 100 kPa e umidade relativa75%.

a) Presso parcial do ar:

EXERCCIO

kPaPPPkPaPP

va

gv

62,9738,2100

38,21698,3.75,0.

Obs. Pg a presso de saturao da gua a 25 C.

b) Umidade Especfica:

oar

OHPP

P

kgkg

wv

v

sec_

.622,0 20152,038,210038,2.622,0

c) Entalpia por unidade de massa de ar seco:

EXERCCIO

oargpva kg

kJhwTchwhhsec_

8,635,2546.0152,025.005,1...

d) Massas de Ar Seco e Vapor:

kgmwmou

kgTRVPm

kgTRVPm

av

v

vvv

a

aaa

30,161,85.152,0.

30,1298.4615,0

75.38,2..

61,85298.287,075.62,97

..

hg vem de tabela ou pode ser obtido por (para -10 C

CARTA PSICROMTRICA

CARTA PSICROMTRICA

Linhas da carta. Ponto de orvalho.

PSICROMETRIA CARTA PSICROMTRICA

PSICROMETRIA

PROPRIEDADES

PSICROMETRIA

PROPRIEDADES

EXERCCIO

Se uma sala est a 1 atm, 35 C e 40% de umidade relativa. Determine,a partir da carta psicomtrica, :

A) Umidade absoluta (R.0,0142 kgH2O/kg ar seco)

B) Entalpia (R. 71,5 kJ/kg ar seco)

C) Temperatura de bulbo mido (R. 24 C)

D) Temperatura de orvalho (R. 19,4 C)

E) Volume Especfico (R. 0,893 m3/kg ar seco)

PROCESSOS PSICROMTRICOS

So 6 os processos psicomtricos;

1. Mistura Adiabtica de duas quantidades de Ar mido;2. Aquecimento Sensvel (Aquecimento Seco);3. Resfriamento sem Desumidificao (Resfriamento Seco);4. Resfriamento com Desumidificao;5. Resfriamento e Umidificao;6. Aquecimento e Umidificao..

PROCESSO PSICROMTRICOS

PROCESSOS PSICROMTRICOS

1. Aquecimento ou Resfriamento Seco (w=cte)

Processo em que se fornece (ou retira) energia para (do) o ar.

)( 12 hhmQ a

AQUECIMENTO SENSVEL

PSICROMETRIA - PROPRIEDADES

PROCESSOS PSICROMTRICOS

AQUECIMENTO COM UMIDIFICAO

PROCESSOS PSICROMTRICOS

RESFRIAMETO COM DESUMIDIFICAO

PROCESSOS PSICROMTRICOS

RESFRIAMETO EVAPORATIVO

Tanto ar quanto a gua se resfriam durante o processo.

PROCESSOS PSICROMTRICOS

RESFRIAMETO EVAPORATIVO

UMIDIFICAO

PROCESSOS PSICROMTRICOS

6. Mistura Adiabtica de duas quantidades de ar mido

Das equaes de conservao da massa e de conservao da energia.

A entalpia e a umidade so mdias ponderadas. Adotaremos que a temperatura ser aproximada da mesma forma.

PROCESSOS PSICROMTRICOS

MISTURAS DE CORRENTES DE AR

PROCESSOS PSICROMTRICOS

MISTURAS DE CORRENTES DE AR

TORRES DE RESFRIAMENTO

TORRES DE RESFRIAMENTO

SISTEMA DE VENTILAO COM RESFRIAMENTO DO AR COM CONTROLE POR TERMOSTATO

PROCESSOS PSICROMTRICOS

AQUECIMENTO COM UMIDIFICAO

AQUECIMENTO

PROCESSOS PSICROMTRICOS

SISTEMAS DE CONDICIONAMENTO DE AR

INDIVIDUAL

CENTRAL

SISTEMAS

SISTEMA COM EXPANSO DIRETA COM CONDENSAO GUA

SISTEMAS

SISTEMA COM EXPANSO DIRETA

PROCESSOS PSICROMTRICOS

SISTEMA COM EXPANSO INDIRETA COM CONDENSAO GUA

REFERNCIA

ENGEL, Y.A. and BOLES, M.A.THERMODYNAMICS AND ENGENEERING APROACH, Mc Graw Hill, Fifth edition.

MARTINELLI, L.C. Refrigerao e Ar Condicionado. Apostila.