1. caetanomaria2000@yahoo.com.br
939127030

2. Climatização e Refrigeração
PARTE II
16-05-2013 2
II-I. Psicrometria - Termodinâmica
do AR HÚMIDO
II-2. Conforto Térmico
II-3. Carga Térmica de Arrefecimento
II-4. Sistemas de Ar Condicionado

3. 16-05-2013 3

4. 16-05-2013 4
Caracterização do AR HÚMIDO
Ar seco
Vapor de água
II-I. Psicrometria

5. 16-05-2013 5
II-I. Psicrometria
•Caracterizar o Ar Húmido
•Determinar os parâmetros fundamentais
•Utilizar Diagramas Psicrométricos

6. • Aplicações da psicrometria
- Controle de clima, em especial em Acondicionamento
de ar para conforto térmico; Camaras frigorificas
- Condensação em superfícies frias (o orvalho sobre a
relva numa manhã fria, a água sobre a superfície
externa de um copo de cerveja),
O arrefeciemento evaporativo;
Agricultura
16-05-2013 6
II-I. Psicrometria

7. 16-05-2013 7
• DEFINIÇÃO
Estudo das propriedades termodinâmicas de
misturas de ar seco e vapor de água, e da sua
utilização para analisar processos que envolvem
o Ar Húmido .
Do grego psychro, arrefecer
(estudo de misturas binárias nas quais um dos componentes é um vapor
condensável).
II-I. Psicrometria

8. • DEFINIÇÃO
“É uma mistura de ar seco e vapor de água. “
16-05-2013 8
II-I. Psicrometria

9. 16-05-2013 9
II-I. Psicrometria
AR
HÙMIDO
REFRIGERAÇÂO
AR CONDICIONADO
Produto
Processo
Pessoas
Processo
T
E
M
P
E
R
A
T
U
R
A
Acima + 15 ºC
Abaixo +
15ºc

10. • DEFINIÇÃO
• É uma mistura de gases , presentes na
atmosfera.
16-05-2013 10
II-I. Psicrometria
AR SECO

11. TABELA DE GASES COMPONENTES DO AR SECO
designação símbolo Peso Molecular densidade Tcr Pcr Vcr %
(kg.m-3 ) (ºC) (bar) (m3.kg) Ri
argon AR 39,944 1,7839 -122,5 48,58 0,0019 0,94
hidrogenio H2 2,0159 0,08987 -239,9 12,568 0,0323 0,01
oxigenio O2 31,9968 1,42895 -118,38 50,87 0,0025 20,99
diox.carbono CO2 44 1,9768 -140 34,96 0,,002137 0,03
nitrogenio N2 28,0134 1,2505 -146,9 33,96 0,0039 78,03
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II-I. Psicrometria

12. P.v = m. Ra. T
16-05-2013 12
II-I. Psicrometria
AR SECO
PROPRIEDADES
Constante do ar seco

13. AR SECO
• Volume específico do ar seco
O volume específico é o volume ocupado por
uma unidade de massa (m3.kg-1).
• Calor específico do ar seco
Calor específico a pressão constante (cp) é a
quantidade de calor que é necessário fornecer
a uma unidade de massa para aumentar a
temperatura em 1 °C a pressão constante.
16-05-2013 13
II-I. Psicrometria
PROPRIEDADES

14. Calor específico do ar seco
Cp = 1,0 kJ.kg-1.K-1 pode ser utilizado na maior parte dos cálculos
para temperatura entre –10 e 100 ºC.
16-05-2013 14
II-I. Psicrometria
PROPRIEDADES

15. AR SECO
• Entalpia do ar seco
é uma propriedade termodinâmica definida como a
soma da energia interna de um sistema (U) e do produto
entre a pressão (p) e o volume (V) do sistema:
H = U + pV
Ha = cp (Ta –T0)
Ha =1,005Ta
• Para ar seco a pressão de referência é a pressão atmosférica (101,325 kPa) e a temperatura de
referência é 0 ºC
16-05-2013 15
II-I. Psicrometria
PROPRIEDADES

16. COMPOSIÇÃO DO VAPOR DE ÁGUA
designação símbolo Peso Molecular densidade Tcr Pcr Vcr %
(kg.m-3 ) (ºC) (MPa) (m3.kg) Ri
Vapor água H2O 18,05 374 22,09 0,003155
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II-I. Psicrometria

17. 16-05-2013 17
Tcr = 374ºC
Tcr = - 122ºC

18. 16-05-2013 18

19. Vapor de água (gás Ideal?)
Fazendo uso do factor de compressibilidade
para o qual quando Z=1 trata-se de uma gás
ideal , a partir da equação de Z e para
temperatura de +50ºC, e a pressão
atmosférica, o vapor de água tem Z= 0,999 ≈ 1
16-05-2013 19
II-I. Psicrometria
LOGO
Considera-se
um gás ideal !

20. VAPOR DE ÁGUA
Apresenta-se no ar húmido na forma de vapor
sobre aquecido.
• Constante do vapor de água
A água tem uma massa molecular de 18,01534. A constante dos gases do vapor de
água
• Volume específico do vapor de água
16-05-2013 20
II-I. Psicrometria
PROPRIEDADES

21. VAPOR DE ÁGUA
• Calor específico do vapor de água
O calor específico do vapor de água varia pouco entre –71 e 124 ºC, podendo-
se considerar o valor cp = 1,88 kJ.kg-1.K-1.
16-05-2013 21
PROPRIEDADES
II-I. Psicrometria

22. VAPOR DE ÁGUA
• Entalpia do vapor de água
A entalpia do vapor de água é dada pela
expressão:
H = 2501,4 + 1,86(Ta –T0)
sendo
2501,4 kJ/kg o calor latente de vaporização a 0,01 ºC
1,86 kJ/kg.K o calor específico do vapor de água.
16-05-2013 22
II-I. Psicrometria

23. AR HÚMIDO
• DEFINIÇÃO
“É uma mistura de ar seco e vapor de água. “
É considerado um gas ideal pois o ar seco é um gas ideal .
O vapor de água em condições normais (pressão próxima da
pressão atmosferica) tambem é considerado gas ideal .
16-05-2013 23
II-I. Psicrometria

24. AR HÚMIDO
• LEI DE DALTON ( Lei das pressões parciais)
A pressão da mistura
P = P1 + P2 + ...+ Pc = ΣPi
16-05-2013 24
II-I. Psicrometria

25. AR HÚMIDO
• LEI DE DALTON
“ a pressão total de uma mistura é igual a soma
das pressões parciais de cada componente à
mesma temperatura da mistura.”
“pressão parcial de cada componente é a pressão que
ele exerceria caso ocupasse sozinho o volume da
mistura à temperatura da mistura.”
16-05-2013 25
II-I. Psicrometria

26. AR HÚMIDO
• PRESSÃO DO AR HÚMIDO., PRESSÃO
ATMOSFÉRICA
A pressão atmosférica é a soma da pressão
parcial dos vários componentes do ar (admitido
como gás ideal homogêneo) e do vapor de água:
pm = pa + pv
Patm = PN2 + PO2 + PAr + Pv = Par + Pv
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II-I. Psicrometria

27. AR HÚMIDO
• PRESSÃO DE SATURAÇÃO
16-05-2013 27
II-I. Psicrometria

28. AR HÚMIDO
• TEMPERATURA DE ORVALHO
16-05-2013 28
II-I. Psicrometria

29. 16-05-2013 29

30. AR HÚMIDO
• Humidade absoluta ()
A humidade absoluta (w) de uma amostra de ar
húmido é a razão entre a massa de vapor de
água e a massa de ar seco dessa amostra.
ar
v
v
ar
arar
vv
P
P
R
R
TRVP
TRVP
w 
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II-I. Psicrometria

31. AR HÚMIDO
• Humidade relativa ()
A humidade relativa é a razão entre a pressão
parcial do vapor de água contido no ar e a
pressão de saturação numa amostra de ar
saturado à mesma temperatura dada.
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II-I. Psicrometria

32. AR HÚMIDO
16-05-2013 32
II-I. Psicrometria

33. AR HUMIDO
• Grau de Saturação ()
É a relação entre a humidade actual da
mistura e a humidade da mistura na condição
de saturação à mesma temperatura e pressão
atmosférica.
16-05-2013 33
II-I. Psicrometria

34. AR HUMIDO
• Volume específico (v)
O volume específico do ar húmido é definido
como o volume ocupado pela mistura de ar
seco + vapor de água por kg de ar seco à
pressão de 1 atm (101,325 kPa).
• A lei de Dalton das pressões parciais estabelece que o volume
da mistura de gases é igual ao volume ocupado por cada
componente a sua pressão parcial.
V = Va = Vv
16-05-2013 34
II-I. Psicrometria

35. AR HUMIDO
• Entalpia (H)
Como o ar húmido é uma mistura de ar seco e
de vapor de água, o calor específico da
mistura é a soma dos calores específicos dos
componentes da mistura.
H = cpa .T+ W (r +cpv.T)
Entalpia = entalpia do ar seco + entalpia de evaporação à temperatura do ponto de orvalho
+entalpia adicionada ao vapor de água após a evaporação.
16-05-2013 35
II-I. Psicrometria

36. AR HUMIDO
• Constante do Ar húmido
,
(kg/m3)
16-05-2013 36
II-I. Psicrometria
Densidade do Ar húmido

37. AR HÚMIDO
• Termómetro de bulbo seco (TBS), (DB).
• A temperatura do bulbo seco é a temperatura do
ar medida com um termómetro ordinário, e não
é influenciada pela humidade relativa do ar.
• Temperatura do bulbo húmido (TBH), (WB)
• A temperatura do bulbo húmido (TBH) é a
temperatura do ar medida com um termómetro
húmido, sendo influenciada pela humidade
relativa do ar.
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II-I. Psicrometria

38. Psicrómetro
16-05-2013 38
II-I. Psicrometria

39. Psicrómetro
16-05-2013 39
II-I. Psicrometria

40. AR HÚMIDO
• Temperatura do ponto de orvalho
(Tpo), (ADP).
• Temperatura em que a pressão parcial de
vapor de água é igual à pressão de vapor
saturante. Mede-se com um higrómetro de
ponto de orvalho.
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II-I. Psicrometria

41. Termo-higrometro
16-05-2013 41
II-I. Psicrometria

42. Propriedades do Ar Húmido
Problemas tipo - Aula
Para ar húmido a pressão atmosférica ao nível do mar, a
Temperatura de Bulbo Seco (TBS) (DB) de 27C e com
humidade relativa de 50%, determinar analiticamente;
16-05-2013 42
II-I. Psicrometria

43. AR HUMIDO
• Diagramas do Ar Húmido
Tal como sucede com outras substâncias, é
cómodo dispor de informação sobre o ar
húmido na forma de diagrama.
Esses apresentam vantagens tais como:
Rapidez de cálculo; melhor visualização dos
processos; melhor percepção da influencia
dos parâmetros em jogo e mais fácil detecção
e erros.
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II-I. Psicrometria

44. CARTA PSICROMETRICA
• Carta psicrométrica; Diagrama de Carrier
É uma nova ferramenta que torna mais
expedita a determinação das propriedades do
ar húmido, desde que se conheçam duas das
suas propriedades
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II-I. Psicrometria

45. 16-05-2013 45
II-I. Psicrometria

46. Propriedades do Ar Húmido
Problemas tipo - Aula
Um jacto de ar húmido a temperatura de 15C
passa dentro de uma conduta não isolada
através de um ambiente a TBS de 32 C e TBU
de 23 C.
Haverá condensação em sua face externa ou não?
16-05-2013 46
II-I. Psicrometria

47. 16-05-2013 47

48. 16-05-2013 48
Problemas tipo - Aula
Sendo a
temperatura
em cada
ponto em ºC
T1 = 24,7
T2= 24,5
T3= 22,5
T4=22,6
T5= -17,3
T6=-17,5
Ti= -18
Sendo a humidade relativa
Do ar exterior 60%
Onde poderá ocorrer orvalho?
A barreira esta bem colocada?

49. 16-05-2013 49

50. 16-05-2013 50
RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS PROPOSTOS
Sebenta

51. 16-05-2013 51