Psicrometria na Engenharia Mecânica

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A psicrometria na Engenharia Mecânica: Uma aplicação
Resumo 
Os estudos da psicrometria procuram compreender a relação entre o ar seco e o ar úmido
e as formas de extrair a umidade do ar. No que tange à engenharia mecânica, esse campo de
estudo será muito usado nas áreas de refrigeração e climatização. Nesse sentido, a pesquisa
objetiva apresentar e compreender a importância da psicrometria para a secagem do ar nos
sistemas de refrigeração. Para tanto, será realizada uma apresentação dos principais
conceitos que norteiam esse abrangente tema, com a posterior apresentação de uma
aplicação na indústria de refrigeração e climatização.
Mateus Medeiros Sousa1 Nilva Regina Uliana2
1Acadêmico do curso de Engenharia Mecânica – UNIFACVEST; 
2Professora Dra. do curso de Engenharia Mecânica na disciplina de Operações Unitárias II– UNIFACVEST;
Referências
Conclusão
Aplicação da psicrometria
Introdução
Referencial Teórico
ENGENHARIA MECÂNICA
Na indústria, a relação ar seco x umidade pode influenciar desde a conservação de
alimentos até em sistemas de refrigeração, passando pela secagem, armazenamento e
processamento de grãos. Assim, é importante o controle da umidade do ar, removendo o
vapor d’água e seus contaminantes.
Esses exemplos demonstram a importância de se analisar a relação entre a mistura de ar
seco e vapor d’água, o que propiciou a formação de um novo campo de estudo denominado
de psicrometria. Esse campo objetiva estudar, a partir de parâmetros específicos, as
propriedades termodinâmicas da mistura de ar seco com vapor d’água, o ar úmido. No
campo da engenharia mecânica, nas áreas da refrigeração e climatização, o conhecimento
das propriedades termodinâmicas e os processos psicrométricos sofridos pelo ar terão muita
importância e, nesse contexto, a carta psicrométrica será a principal ferramenta utilizada.
Partindo disso, a pesquisa visa compreender a forma como a psicrometria pode ser
aplicada na área da refrigeração e climatização, sistemas importantes para a engenharia
mecânica. Para tanto, será realizada uma apresentação teórica e conceitual das propriedades
termodinâmicas do ar úmido, a carta psicrométrica, seguido da apresentação de uma
aplicação real.
Segundo Viana (2010) o ar atmosférico é composto por vários gases, vapor d’água e
contaminantes. O ar seco representaria o ar atmosférico sem o vapor d’água e seria composto,
principalmente, por nitrogênio, oxigênio, dióxido de carbono, argônio etc. Dentre as
propriedades termodinâmicas do ar pode-se listar: temperatura do bulbo seco; temperatura do
bulbo úmido; temperatura do ponto de carvalho; pressão de vapor; razão de mistura; umidade
específica; umidade absoluta e grau de saturação; volume específico e entalpia.
As cartas psicrométricas são representações gráficas das propriedades do ar. Cada ponto da
carta representa uma combinação de ar seco e vapor d’água. Para cada localidade analisada
será usada uma carta psicrométrica diferente, já que ela varia de acordo com a pressão
atmosférica (SILVA, 2003), Normalmente, se convenciona utilizar como exemplo a carta
psicrométrica baseada na pressão atmosférica ao nível do mar, no caso 101,325 kPa. De acordo
com Viana (2010), a carta mais utilizada é a da ASHRAE (American Society of Healthing,
Refrigerating and Air Conditioning Engineers).
A pesquisa em questão procurou traçar a conexão entre os conhecimentos da psicrometria
e os sistemas de refrigeração e climatização. De forma sintética pode-se afirmar que a
psicrometria visa compreender as propriedades termodinâmicas do ar úmido. A utilização
desse campo de estudo pode proporcionar ferramentas importantes para otimizar os sistemas
de climatização e refrigeração, conforme a obtenção da temperatura do orvalho exemplificou.
SILVA, Jesué Graciliano da. Introdução à tecnologia da refrigeração e da climatização.
São Paulo: Artliber Editora, 2003. SIMÕES-MOREIRA, José Roberto.
VIANA, Silva Teles. Análise de viabilidade técnica para a recuperação de água em
torres de resfriamento. Dissertação submetida ao Programa de Pós-Graduação em
Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Santa Catarina para a obtenção de grau de
mestre em Engenharia, com especialidade em Engenharia Mecânica. Florianópolis: UFSC,
2010.
No esquema abaixo, pode-se visualizar melhor as partes que compõem essa carta.
A linha reta vertical indica a temperatura de bulbo seco
(TBS); as linhas horizontais representam a umidade
absoluta, a linha 3 a escala da umidade absoluta; a linha 4 a
temperatura do bulbo úmido (TBU); a linha 5 o volume
específico; a 6 a entalpia específica; a linha sete o ponto de
orvalho (Torv); a curva oito a umidade relativa e a nove a
escala referente ao Fator de Calor Sensível (FCS) (SILVA,
2003).
Um exemplo para a aplicação desses conhecimentos na área da engenharia mecânica pode
ser observado quando se analisa a temperatura de carvalho do ar, por meio da qual pode-se
calcular as espessuras de isolamento adequadas para dutos, câmaras frigoríficas e
refrigeradores domésticos. Se o isolamento for ruim, a superfície da parede externa da câmara
ficará muito baixa e ocorrerá a condensação do vapor d’água presente no ar sobre essa
superfície (SILVA, 2003).
Por meio da carta psicrométrica, marca-se um ponto
referente às condições do ar externo e traça-se uma linha
horizontal da direita para a esquerda, verificando-se o
ponto em que há o cruzamento com a linha de saturação.
Nesse ponto, encontra-se a temperatura de orvalho do ar
externo. Se a temperatura do ar de orvalho é maior do
que a temperatura da face externa do duto não isolado, a
condensação da umidade acontecerá, nesse caso, é
primordial a adoção de um isolamento térmico no duto
(SILVA, 2003).
Figura 2 - Carta Psicrométrica 
fragmentada
Fonte: SILVA, 2003
Figura 2 – Obtenção da temperatura de 
orvalho
Fonte: SILVA, 2003