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Disciplina:Física da Madeira Derivados1 materiais14 seguidores
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condensação. Consequentemente, na saturação, WB = DB = DP.

Em qualquer mistura não saturada a relação entre estas temperaturas é mais complexa. Esta relação

pode ser clarificada recorrendo à Fig 2-8. Imagine um recipiente perfeitamente isolado cheio com uma

mistura ar – vapor de água não saturada a por exemplo, 40 ºC e 45 % de HR. Assumimos que a

pressão se mantém constante, e o isolamento evita permutas de calor com o exterior. Com a ajuda

da Tabela 2.5 vê-se que a diminuição de temperatura é de 11 ºC, sendo portanto a temperatura WB

de 29 ºC. Conforme referido no ponto 2.4.7 a entalpia da mistura pode ser calculada da seguinte

forma:

1. Calor sensível do ar, a partir de 0 ºC

     1seco arkg kJ 40.4004001.10  DBch pa
2. Calor sensível da água, a partir de 0 ºC

Da Tabela 2.3, a pressão da água com a humidade relativa de 45% é:

Psicrometria

2-42 Cap 2 – Propriedades do ar – Psicrometria

Pa71322383837450 ...pHRp
p
p

HR satw
sat
w 

A humidade específica contida num kg de ar nestas condições, é a humidade específica de saturação

para a pressão de água determinada, sendo a sua temperatura o ponto de orvalho. Procuremos

então na mesma tabela, a humidade específica de saturação e a temperatura para esta pressão.

Necessitamos de fazer uma interpolação.

Tensão de vapor
Pa

Temperatura
(ºC)

Humidade específica
kgw kg

-1
ar seco

2 985.20 24.00 0.018963
3 363.30 26.00 0.021448
3 322.70 25.79 0.021181

Fig 2-8 Processo adiabático em câmara isolada

Será pois o calor sensível na água existente no ar de:

    1seco arkg kJ 2.5702918418102100  ..WBcmh pww
3. Calor latente na humidade existente

Necessitamos do calor latente de vaporização para a temperatura de bolbo húmido, pois

efectivamente é a esta temperatura que se dá a vaporização. Da Tabela 2.7, como não temos 29 ºC,

necessitamos de fazer outra interpolação:

Temperatura (ºC)
Calor latente vaporização, L v

(kJ kg-1)
28.0 2434.6
30.0 2429.1
29.0 2431.9

1
arsecokgkJ5151943121810210
 ...hv

4. Calor de sobreaquecimento, Hsh

 

  1arsecokgkJ0.4729400121810210 


..

WBDBcmh psh

A entalpia total é

 1arsecokgkJ959447051515724040
 .....h

Câmara isoladaBolbo Atomizador

Água pulverizada
29.1 ºC

Mistura
ar - vapor água

40 ºC DB
29.1ºC WB

45% RH

Psicrometria

Cap 2 – Propriedades do ar – Psicrometria 2-43

Comparando os nossos valores com os obtidos através do programa Psycalc, vemos que estão muito

próximos, sendo os desvios devidos às interpolações feitas.

Fig 2-9 Resultados obtidos pelo programa Psycalc

Vamos agora injectar um spray fino à temperatura WB de 29 ºC na câmara da Fig 2-8. Desde que

exista um isolamento perfeito, nenhuma quantidade de calor sai ou entra da câmara e qualquer

processo termodinâmico que ocorra, processa-se a calor total constante (adiabático).

O spray de água vai evaporar até se alcançar uma situação de saturação. O calor requerido para

evaporar a água é fornecido pelo calor sensível do ar, visto não poder vir do exterior do recipiente. O

calor sensível extraído do ar iguala o calor latente na humidade evaporada. O calor total mantém-se

constante. A DB desce pois é retirado calor sensível ao ar. O DP sobe pois a humidade específica

sobe. Quando a saturação é alcançada, o DB desceu até de 29 ºC e o DP subiu até 29 ºC, sendo

então DP = WB = DB. A entalpia total manteve-se constante em 94.95 kJ por kg de ar seco. A WB é

igual na saturação ao ponto inicial.

Este processo está ilustrado na Fig 2-10.

Tempo e humidade relativa

Tempo para saturação

DB = WB = DP
na saturação

60 % RH
0

DB=40ºC

Calor total 94.95 kJ
Temperatura WB, 20ºC

40ºC

WB=29ºC 29ºC

DP=25.8ºC 25.8ºC

t
100 % RH

Te
m

pe
ra

tu
ra

 e
 c

al
or

 to
ta

l

Fig 2-10 Temperaturas numa evolução adiabática psicrométrica

Psicrometria

Cap 3 – Gráfico Psicrométrico 3-45

3 GRÁFICO PSICROMÉTRICO

Vimos no Cap 2 como se pode calcular analiticamente todas as propriedades psicrométricas do ar. O

uso de tabelas implica a necessidade de muitas vezes se fazerem interpolações. Dado a climatização

não ser uma ciência exacta, a informação necessária para a resolução da maior parte dos problemas

de ar condicionado podem ser obtidos a partir de gráficos. O chamado gráfico psicrométrico

relaciona-nos valores das temperaturas, humidade, entalpia e outras propriedades do ar.

O gráfico psicrométrico é provavelmente a mais valiosa ferramenta para os engenheiros e técnicos de

condicionamento de ar. Com ele, as especificações preliminares de todo um sistema de

condicionamento de ar podem ser obtidas. Linhas gerais do equipamento necessário podem ser

determinadas, e os compromissos que são necessários estabelecer, podem ser facilmente

determinados e explicados ao cliente. Numa primeira análise é perfeitamente possível quantificar a

potência a instalar, bem como o consumo de energia esperado, a fim de se evitar posteriores

paragens de equipamentos por os custos de exploração serem muito elevados. É pois necessário

dizer ao cliente qual o custo da instalação mais o custo de exploração.

Apresentaremos dois gráficos, um baseado em unidades SI e outro em unidades USCS.

Explicações detalhadas da forma de elaboração deste gráfico serão dadas para SI, mas alguns

problemas serão também resolvidos em USCS.

3.1 DESENHANDO UM GRÁFICO PSICROMÉTRICO.

A melhor maneira de se perceber um gráfico psicrométrico é observar como ele é desenhado. Não se

irá detalhar todo o processo, mas tão-somente, passo a passo ver como as linhas principais são

traçadas. Os gráficos psicrométricos provenientes de diferentes fontes não são inteiramente iguais,

mas todos eles tentam relacionar as temperaturas de bolbo seco e húmido, o ponto de orvalho, as

humidades específica e relativa, o calor total (entalpia), o calor sensível e o volume específico.

Sempre que possível deve-se obter gráficos psicrométricos dos fabricantes de ar condicionado.

3.1.1 Desenhando a curva de saturação

Em primeiro lugar a escala da temperatura de bolbo seco é desenhada em abcissa, e a escala de

humidade específica em ordenada (Fig 3-1). Os dados necessários são obtidos a partir da Tabela 2.3,

onde vemos, por exemplo, que para a temperatura de 10 ºC a humidade específica de saturação Wsat

é de 7.66 g kg-1 de ar seco (ponto A). Para 22 ºC é Wsat de 16.74 g kg-1 de ar seco (ponto B) e para

30 ºC Wsat é de 27.33 g kg-1 de ar seco (ponto C). Após termos um número significativo de pontos,

poderemos então traçar a curva de saturação. Esta é a chamada curva de saturação. Qualquer
ponto desta curva representa uma condição na qual o ar tem toda a humidade que pode conter a uma

determinada temperatura de bolbo seco.

Psicrometria

3-46 Cap 3 – Gráfico Psicrométrico

Linhas de humidade
específica

Cu
rva

 d
e s

atu
ra

çã
o

Linhas de
temperatura DB

Temperatura Bolbo Seco, ºC

Hu
m

id
ad

e
es

pe
cí

fic
a,

 W
, g

 d
e

ág
ua

 p
or

 k
g

de
 a

r s
ec

o

400 5 10 15 20 25 30 35
0

5

22

10

15
16.74

7.66

27.33

20

25

30

A

B

C

Fig 3-1 Desenho da linha de saturação dum gráfico psicrométrico

3.1.2 Desenhando as linhas de humidade relativa constante

Baseado no diagrama da Fig 3-1, as linhas de humidade relativa constante podem ser sobrepostas

da seguinte forma (ver Fig 3-2).

Curvas de humidade
relativa, RH

Cu
rva

 d
e s

atu
ra

çã
o

Temperatura Bolbo Seco, ºC

Hu
m

id
ad

e
es

pe
cí

fic
a,

 W
, g

 d
e

ág
ua

 p
or

 k
g

de
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r s
ec