3 - Secagem
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3 - Secagem


DisciplinaMetalurgia dos Não-ferrosos II32 materiais223 seguidores
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calor do ar úmido por unidade de 
massa de ar seco acima de certa temperatura de referência
(H2O(l) e ar seco Tref. = 0).
Va wHHH +=
Entalpia do ar úmido
Entalpia do ar seco
Entalpia da umidade 
contida no ar úmido
A temperatura comum do ar atmosférico com frequência é
chamada de temperatura de bulbo seco para diferenciá-la 
das outras formas de temperaturas.
VaV
a
v
aVvaa whhh
m
mhhmhmh +=+=+=
28
Uma sala de 5mX5mX3m contém ar a 25oC e 100kPas a uma 
umidade relativa de 75%. Determine (a) a pressão parcial do ar 
seco; (b) a umidade específica; (c) a entalpia por unidade de 
massa do ar seco; (d) as massas do ar seco e do vapor de 
água.
a) 97,62kPa
b) 0,0152kg H2O/ kg de ar seco
c) 63,78 kJ/kg de ar seco
d) 1,29kg de H2O e 85,06kg de ar
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Temperatura do ponto de orvalho é a temperatura na qual a 
condensação ocorre quando o ar é resfriado a umidades 
relativas e pressões atmosféricas constantes.
A temperatura do ponto de orvalho do ar ambiente pode ser 
determinada facilmente resfriando água em uma xícara de 
metal adicionando pequenas quantidades de gelo e 
misturando. A temperatura da superfície externa da xícara 
quando o orvalho começa a se formar é a temperatura de 
ponto de orvalho do ar.
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Considere uma casa contendo ar a 20oC e 75% de 
umidade relativa. Qual a temperatura da janela na qual a 
umidade do ar começará a se condensar?
P.S. Observe que podemos determinar a pressão de vapor e, 
consequentemente, a umidade relativa conhecendo a temperatura 
do ponto de orvalho.
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Saturação Adiabática
Água líquida a T2
Ar não saturado 
T1, w1 e \u3c6
Ar saturado T2, 
w2 e \u3c6 = 100%
O conteúdo de umidade do ar aumenta durante esse processo, e sua 
temperatura diminui, uma vez que parte do calor latente da 
vaporização da água que evapora vem do ar. Se o canal for longo, a 
corrente de ar sai como ar saturado (\u3c6 = 100%) à temperatura T2. 
Essa temperatura é chamada de temperatura de saturação adiabática.
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As relações de conservação de massa e energia desse sistema com 
escoamento em regime permanente de duas entradas e uma saída se 
reduz ao seguinte:
aaa mmm
...
21
==
2
..
1
.
wmmwm aa f =+
)( 12
..
wwmm af \u2212=
21
...
ww mmm f =+
Taxa de evaporação
A vazão massica do 
vapor no ar aumenta 
em quantidade igual à
taxa de evaporação.
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Balanço de Energia:
se EE
..
=
2
.
2
.
1
.
hmhmhm afa f =+
2
.
1
.
2
..
1
.
2
)( hmhwwmhm afaa =\u2212+ 21
.
2
.
1 )( hhwwh f =\u2212+
)()()(
221 221
.
2
.
11 gpfgp hwTchwwhwTc +=\u2212++
21
22
)()( 212
1
fg
fgp
hh
hhwTTc
w
\u2212
\u2212+\u2212
=
2
2
2
2
622.0
g
g
PP
P
w
\u2212
=
Pressão de 
vapor da água 
a T2.
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Temperatura de bulbo úmido (Twb) é a temperatura alcançada 
pelo ar úmido e a água quando o ar é adiabaticamente 
saturado pela água que evapora.
)( wbatmwa TTPee \u2212\u2212= \u3b3
Pressão de vapor a 
temperatura de 
bulbo úmido
Constante 
psicrométrica
Pressão atmosférica
14
14
100,8
1067,6
\u2212\u2212
\u2212\u2212
×=
×=
K
K
\u3b3
\u3b3
Pressão de vapor 
do ar
Psicrômetros com ventilação forçada.
Psicrômetros sem ventilação forçada.
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Temperatura de bulbo úmido
Psicrômetro
A temperatura de bulbo úmido é uma 
medida de um estado de regime, onde 
uma quantidade de líquido é exposta em 
condições adiabáticas a uma corrente 
gasosa contínua. Como a corrente 
gasosa é contínua as propriedades do 
gás são constantes. Se o gás não está
saturado, algum líquido vai evaporar e 
resfriar o líquido remanescente até que a 
velocidade de transferência de calor para 
o líquido seja balanceada pelo calor 
necessário para a evaporação. A 
temperatura que o líquido alcança 
quando o regime é alcançado é chamada 
de temperatura de bulbo úmido.
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Em determinado momento observa-se em um psicrômetro, 
uma temperatura do bulbo seco de 28ºC e uma temperatura 
do bulbo úmido de 22oC. A pressão atmosférica é de 
0,94×105Pa. Calcule a pressão de vapor e a umidade relativa 
do ar. Utilize a equação de Teten e considere 
)3,237(
3,17
exp8,610
T
T
es +
×
=
R: 2200Pa e 58%
14100,8 \u2212\u2212×= K\u3b3
)( wbatmwa TTPee \u2212\u2212= \u3b3
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As temperaturas de bulbo seco e úmido do ar atmosférico à
pressão de 1atm são medidas com um psicrômetro giratório 
e determinadas como iguais a 25oC e 15oC, 
respectivamente. Determine (a) a umidade específica, (b) a 
umidade relativa e (c) a entalpia do ar (Utilize a equação de 
Tetens e considere hvap= 2465,2kJ/kg).
(a) 6,5 x 10-3 kg H2O/ kg de ar seco.
(b)33%.
(c)42kJ/kg de ar seco.
21
22
)()( 212
1
fg
fgp
hh
hhwTTc
w
\u2212
\u2212+\u2212
=
hg2 - hvap
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Diagrama psicrométrico
O estado do ar atmosférico a uma pressão específica 
é completamente determinado por duas 
propriedades intensivas independentes. O restante 
das propriedades pode ser calculado facilmente com 
as relações anteriores. Sendo assim, pode-se 
determinar essas propriedades utilizando-se de 
diagramas. Esses diagramas são denominados de 
diagramas psicrométricos.
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40
Considere uma sala que contenha ar a 1atm, 35oC e 40%
de umidade relativa. Utilizando o diagrama psicrométrico
determine:
(a)A umidade específica
(b)A entalpia
(c) A temperatura de bulbo úmido
(d)A temperatura do ponto de orvalho.
(e)O volume específico do ar.
W= 0,0142kg H2O/kg de ar seco.
h = 71,5kJ /kg de ar seco.
Tbu = 24oC.
Tpo = 19,4oC.
V = 0,893m3/kg de ar seco
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Processos de condicionamento de ar
a) Aquecimento e resfriamento simples
b) Aquecimento com umidificação
c) Resfriamento com desumidificação
d) Resfriamento Evaporativo
e) Mistura Adiabática de Correntes de Ar.
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Aquecimento e Resfriamento Simples 
...
21 aaa
mmm ==
Utiliza-se de uma serpentina para aquecer ou resfriar o ar. 
Nesse processo a umidade relativa diminui quando 
aumentamos a temperatura e aumenta quando diminuímos 
a temperatura. Por outro lado, a umidade específica (w) 
permanece constante. As equações de conservação de 
massa para um processo de aquecimento ou resfriamento 
que não envolve umidificação ou desumidificação reduzem-
se a:
)( 12
..
hhmQ a \u2212= 12 hhq \u2212=
(para o ar seco)
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Aquecimento com umidificação
Esse processo consiste na passagem do ar através de uma 
seção de aquecimento e depois através de uma seção de 
umidificação.
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Um sistema de condicionamento de ar deve tomar o ar 
externo a 10oC e 30% de umidade relativa a uma taxa 
constante de 45m3/min e condicioná-lo até 25oC e 60% de 
umidade relativa. Primeiro, o ar externo é aquecido até 22oC 
na seção de aquecimento e, em seguida, umidificado pela 
injeção de vapor quente na seção de umidificação. 
Considerando que todo o processo ocorra a uma pressão de 
100kPa, determine (a) a taxa de fornecimento de calor na 
seção de aquecimento e (b) a vazão mássica do vapor 
necessária na seção de umidificação.
a) Q = mar (h2- h1)
b) mar2w2 + mágua = w3mar3 \ufffd mágua= mar(w3-w2)
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Resfriamento com Desumidificação
A umidade específica do ar permanece constante durante um 
processo simples de resfriamento, mas sua umidade relativa 
aumenta. Se a umidade relativa atingir níveis altos indesejados, 
será preciso remover umidade do ar, ou seja, desumidificá-lo. 
Isso exige o resfriamento do ar abaixo de sua temperatura de 
ponto de orvalho.
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O ar entra em um condicionador de ar de janela a 1atm, 30oC e 80% de 
umidade relativa à taxa de 10m3/min, e sai como ar saturado a 14oC. 
Parte da mistura do ar que se condensa durante o processo também é
removida a 14oC. Determine as taxas de remoção de calor e de umidade 
do ar (dado: entalpia da água a 14oC é de 58,8kJ/kg, utilize a carta 
psicrométrica caso necessário).
ararar mmm
...
21 ==
)( 21
....
2
.
1 21 wwmmmmwmw aráguaáguaarar \u2212=\u2192+=
águaáguas hmhhmQ
.
21
..
)( \u2212\u2212=
Balanço de Energia
Balanço de Massa
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Resfriamento Evaporativo
O resfriamento evaporativo se baseia em um princípio simples: À
medida que a água evapora, o calor latente da vaporização é
absorvido do corpo de água e do ar da vizinhança.
Essencialmente, esse processo é idêntico ao processo de saturação