Aulas psicrometria jesue

914 visualizações

Publicada em

psicrometria

Publicada em: Educação
  • Seja o primeiro a comentar

  • Seja a primeira pessoa a gostar disto

Aulas psicrometria jesue

  1. 1. INTRODUÇÃO À PSICROMETRIA Sistemas de Refrigeração e Condicionamento de Ar (SRAC B) Prof. Jesue
  2. 2. Exemplos Segundo a ASHRAE, Ar condicionado é o processo de tratamento do ar de modo a controlar simultaneamente a temperatura, a umidade, a pureza e a distribuição para atender às necessidades do recinto condicionado.
  3. 3. Carta psicrométrica Carta Psicrométrica 10% Umidade Relativa 30% 15ºC 50% 70% 90% 10 30 50 70 Entalpia kJ/kg ar seco 90 110 130 5ºC 35ºC 25ºC 0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018 0,02 0,022 0,024 0,026 0,028 0,03 0,032 0,034 0,036 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 TemperaturaBulboSeco(ºC) UmidadeRelativa Entalpia V.Esp.0,80m³/kg V.Esp.0,84m³/kg V.Esp.0,88m³/kg V.Esp.0,92m³/kg V.Esp.0,96m³/kg V.Esp.1,00m³/kg VolumeEspecifico V.Esp1,04m³/kg TemperaturaBulboÚmido 101,3Pressão Atmosférica = kPa V. Esp. m3 /kg
  4. 4. Propriedades psicrométricas • Temperatura de Bulbo seco • Temperatura de Bulbo Úmido • Umidade relativa • Umidade absoluta • Entalpia específica • Volume específico
  5. 5. Lei de Dalton – pressões parciais A R S E C O A P E N A S V A P O R D ´ Á G U A A P E N A S A R S E C O + V A P O R D ´ Á G U A m = 1 k g m = 0 p = 1 0 0 1 4 3 P a p = 0 p = 1 0 0 1 4 3 P a a v a s t m = 0 k g m = 0 , 0 0 7 3 7 k g p = 0 P = 1 1 8 2 P a P = 1 1 8 2 P a a v a s t m = 1 k g M = 0 , 0 0 7 3 7 k g p = 1 0 0 1 4 3 P a P = 1 1 8 2 P a P = 1 0 1 3 2 5 P a a v a s t T = 2 0 C o T = 2 0 C o T = 2 0 C o
  6. 6. Temperatura de Orvalho • A temperatura de orvalho é muito importante para previsão da possibilidade de condensação da umidade do ar sobre um duto de ar condicionado por exemplo. 1 TE M P E R A TU R A D E B U L B O S E C O LINHA DE SATURAÇÃO T o r v a l h o UMIDADEABSOLUTA
  7. 7. Processos psicrométricos • Aquecimento • Umidificação • Resfriamento e Desumidificação • Mistura de dois fluxos de ar • Insuflamento no ambiente
  8. 8. Exemplo sobre Temperatura Orvalho Um jato de ar a uma temperatura de 15°C passa dentro de um duto não isolado através de um ambiente a TBS de 32 °C e TBU de 23 °C. Haverá condensação em sua face externa? Na carta psicrométrica, marcar o ponto referente à temperatura do ar externo e traçando uma linha horizontal da direita para a esquerda, verificar o ponto em que há cruzamento com a linha de saturação. Neste ponto, situa-se a temperatura de orvalho do ar externo, ou seja, se a temperatura do mesmo é resfriada abaixo deste valor, haverá condensação de parte da sua umidade dissolvida. Neste exemplo a temperatura de orvalho é de 19,2 °C e a temperatura da face externa do duto é praticamente de 15°C, o que faz com que a condensação da umidade seja inevitável. A solução deste problema geralmente é conseguida através do isolamento do duto
  9. 9. Processos psicrométricos R E S F R IA M E N TO E D E S U M ID IF IC A Ç Ã O (C A ) TB S w A BC A Q U E C IM E N TO (C B ) A Q U E C IM E N TO E U M ID IF IC A Ç Ã O (B A )
  10. 10. Resfriamento e desumidificação A R Q U E N TE E Ú M ID O E N TR A N D O M A S S A D E V A P O R D ´ Á G U A D O N D E N S A D A (m )c o n d D R E N O A R F R IO E S E C O S A IN D O S R D C A LO R R E TIR A D O D O A R P E L A S R D m h1 1 m h2 2 1 2 i TE M P E R A TU R A D E B U L B O SE C O UMIDADEABSOLUTA LINHA DE SATURAÇÃO
  11. 11. Aquecimento • No aquecimento a umidade relativa do ar permanece inalterada, ou seja, w1 = w2. A R F R IO E N TR A N D O R E S IS TÊ N C IA C A LO R A D IC IO N A D O P E L A R E S IS TÊ N C IA A R Q U E N TE S A IN D O m h1 1 m h2 2 (q )r E S
  12. 12. Mistura de dois fluxos de ar • Na mistura de dois fluxos de ar, a condição final (3) é encontrada sobre uma reta que liga a condição 1 e a condição 2 na carta. • Um balanço de energia fornece: • M3.H3=M1.H1+M2.H2 1 2 TE M P E R A TU R A D E B U L B O S E C O UMIDADEABSOLUTA LINHA DE SATURAÇÃO 3
  13. 13. Insuflamento de dois fluxos de ar • No insuflamento no ambiente (4 para 2) o ar é aquecido e umedecido. O FCS é importante neste processo. 1 2 3 F C S a 4i TE M P E R A TU R A D E B U L B O S E C O UMIDADEABSOLUTA
  14. 14. Processo completo de climatização • Observe a ilustração a seguir – Nela vemos que o ar externo é misturado com o ar de retorno. O ar de mistura passa pela SRD e é insuflado no ambiente, passando para a condição de retorno. 1 2 ’ 2 ’’ 4 2 q s e n s ív e l q la t e n te C a s a d e m á q u in a s R E TO R N O IN S U F L A M E N TO A R E X TE R N O
  15. 15. Exemplo • Dada a instalação a seguir, sabe-se que um fluxo de massa de ar externo (1) =0,7kg/s é misturado com outro fluxo de ar de retorno =4,5kg/s. As condições do ar externo (E) ou ponto 1 são: TBS=32°C e umidade relativa (φ)=60%. Já o ar de retorno (2) apresenta as seguintes condições (iguais ao ar de exaustão, 2”): TBS=25°C e φ=50%. Sabendo ainda que a carga térmica sensível ambiente =12kW e a carga térmica latente =2kW. Calcule qual a temperatura do ar de insuflamento; a capacidade da serpentina de resfriamento e desumidificação; a quantidade de água retirada pela serpentina de resfriamento e desumidificação A M B IE N TE C L IM A TIZ A D O RETORNO S E R P E N TIN A D E R E S F R IA M E N TO E D E S U M ID IF IC A Ç Ã O V E N TIL A D O RA R E X TE R N O E X A U S TÃ O C A R G A TÉ R M IC AM IS TU R A 43 22 ’‘ 1 2 ’
  16. 16. Exemplo • O primeiro passo é marcar os pontos conhecidos na carta psicrométrica e encontrar as propriedades – h1 = 79kJ/kgar e h2 = 50,5 kJ/kgar • Depois devemos realizar um balanço de massa e energia na mistura onde determinamos o fluxo de massa de entrada na serpentina de resfriamento e a entalpia do ponto 3 através da lei da linha reta, que diz que o ponto 3 está localizado sobre uma reta entre 1 e 2. akgkJh /3,54 2,5 5,50.5,479.7,0 3 = + = • A entalpia do ponto 4 é calculada através de um balanço de energia no ambPara encontrar a temperatura de insuflamento (4) deve-se calcular o Fator de calor sensível = 12/14=0,85 (definido como a carga térmica sensível sobre a carga térmica total) e traçar uma reta a partir do ponto 2 na carta psicrométrica. A inclinação da reta é definida pelo valor 0,85 encontrado no semicírculo interno localizado no canto superior esquerdo da carta. Desta forma, no cruzamento da linha do FCS e linha de entalpia 47,8kJ/kg encontramos o ponto 4 que tem TBS4=22,8°C. • A capacidade da serpentina de resfriamento e desumidificação é calculada por um balanço de energia na serpentina da forma: (Lembre-se que a energia se conserva, logo, a energia que entra com o fluxo de ar é igual a energia retirada pela serpentina mais a energia que sai com o fluxo de ar . a CT kgkJ m qhm h /8,47 2,5 145,50.2,5 4 22 4 = − = − =  

×