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Disciplina:Física da Madeira Derivados1 materiais13 seguidores
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o gráfico psicrométrico da Fig 3-16. Pode constatar que a sua construção e

aspecto é o mesmo do anterior em unidades SI. Neste as temperaturas estão em graus Fahrenheit, a

Psicrometria

Cap 3 – Gráfico Psicrométrico 3-65

humidade específica em libras de vapor de água por libra de ar seco (lb vapor por lb ar). A entalpia é

dada em BTU por lb de ar seco (BTU lb-1). A unidade para o volume específico é pés cúbicos por

quilo de ar seco (ft3 kg-1 ar seco). A escala do factor de calor sensível (SHF), encontra-se à direita, e

tem o mesmo significado – a razão entre o calor sensível e o calor total.

De notar que o USCS usa um ponto de referência diferente do SI. Este ponto é referido por 80 ºF de

temperatura de bolbo seco e 50 % de humidade relativa (mostrado na figura).

Iremos de seguida ver alguns exemplos.

Exemplo 8 (USCS): As leituras de um psicrómetro num espaço com ar condicionado são de 78 ºF DB
e 65 ºF WB. Determine utilizando o diagrama psicrométrico as outras 5 propriedades do ar.

Resolução: Ver Fig 3-15. Primeiro o ponto P da situação de estado no gráfico psicrométrico, na

intersecção de 78 ºF DB e 65 ºF WB. Está claramente sobre a linha de 50 % de RH, sendo W = 72 gr

de água por libra de ar seco, DP = 58 ºF e o SpV de 13.75 ft3/lb (interpolando). A entalpia é de 30.05

Btu/lb.

Fig 3-15 Esquema do gráfico psicrométrico do Exemplo 8

Exemplo 9 (USCS): De um espaço para ser climatizado sabe-se que tem um ganho térmico de 38
000, dos quais 30 000 são de calor sensível. É desejado manter-se o espaço a 86 ºF DB e 40 % HR.

Qual o DP do aparelho requerido? Qual o DP do ar?

Resolução: Calculemos o SHF.

 30000 0.79
38000

SHF  

Psicrometria

3-66 Cap 3 – Gráfico Psicrométrico

Fig 3-16 Gráfico psicrométrico para temperaturas normais, USCS

Psicrometria

Cap 3 – Gráfico Psicrométrico 3-67

Localizemos este valor na escala SHF do gráfico psicrométrico como mostrado na Fig 3-17. Desenhe

a linha de referência a partir de SHF = 0.79 até ao ponto de referência (80 ºF DB e 50 % HR). Agora

localize o ponto da condição de projecto no diagrama (ponto A). Passe uma linha paralela à linha de

referência que passe por A. Prolongue-a até intersectar a linha de saturação no ponto B. Esta é a

linha de condição do espaço ou linha SHF do espaço. Leia o ponto de orvalho requerido do aparelho

que é cerca de 52.5 ºF. Lembre-se que se o ar vem com 90 % de humidade relativa o seu ponto de

orvalho é de cerca de 53 ºF e a sua temperatura de bolbo seco de 56 ºF, estando designado na figura

como ponto C.

Temperatura de bolbo seco, ºF

Ponto de orvalho do ar

Ponto de orvalho
do aparelho

Mesma
inclinação

Ar à saída do
arrefecedor

Ponto de
referência

Linha de condição do quarto
(ou linha SHF do quarto)

Linha de Referência

Escala
SHF

85

0.79

1.00

8056

50
%

Li
nh

a
de

 s
at

ur
aç

ão

Fig 3-17 Determinação da linha de condição do espaço, ponto de orvalho do aparelho e do ar

O que pretende significar isto para o projecto do sistema? Significa que, de forma a manter 85 ºF de

DB e 40% de RH no espaço a ser condicionado (condições de projecto) com os valores de calor total

adquirido, na suas formas de sensível e latente adquiridos, o ponto de orvalho do aparelho deve ser

de 52.5 ºF e a temperatura de bolbo seco, DB, de 56 ºF.

Exemplo 10 (USCS): Num sistema de ar condicionado, 3 000 cfm de ar exterior a 90 ºF DB, 78 ºF
WB é misturado com 7 000 cfm de ar de retorno a 80 ºF DB e 50 % HR. Determine as temperaturas

DB e WB da mistura.

Resolução: As duas condições de entrada dos caudais de ar podem ser determinados e

representados na Fig 3-12 como os pontos A e B. O ponto de mistura estará localizado num ponto da

recta que une os dois pontos.

Do gráfico psicrométrico é lbft25.14 3ASpV e lbft8.13 3BSpV .

Substituindo, temos:

Psicrometria

3-68 Cap 3 – Gráfico Psicrométrico

3000 700090 80
14.25 13.8 82.9 ºF

3000 7000
14.25 13.8

DBCt
  

 


Localizando este ponto C na linha do processo da mistura, obtemos WB = 70.2 ºF.

É interessante verificar se o trabalho adicional de entrar ou não com os volumes específicos no

cálculo da temperatura é justificável. Refaçamos o cálculo assumindo que A BSpV SpV . Virá:

3000 90 7000 80 83 ºF
3000 7000

A DBA B DBB
DBC

A B

Q t Q tt
Q Q

      

A comparação deste valor com o valor anteriormente determinado de 82.9 ºF, permite-nos concluir

que o processo simplificado é suficientemente preciso para a maior parte dos cálculos de processos

de mistura.

Lin
ha

 do
 p

ro
ce

ss
o d

e
mi

stu
ra

Fig 3-18 Processo de mistura de dois caudais de ar

Na prática, em condicionamento de ar de conforto, quando rigorosas especificações não são

exigidas, um valor médio do volume específico de 13.5 ft3/lb, é usado na maior parte dos cálculos de

ar condicionado. Os erros envolvidos com esta simplificação são normalmente muito pequenos.

Exemplo 11 (USCS): Ar a 95 ºF DB e 60 % RH passa através de um permutador de calor deixando-o
saturado a 55 ºF. Determine o calor e a água retirados por libra de ar.

Resolução: Marque o ponto inicial A na Fig 3-11. Do gráfico psicrométrico temos, W1 = 152 gr/lb, e

WB = 82.8 ºF. Seguindo a linha de WB = 82.8 ºF até à escala de entalpia, temos HA = 46.9 Btu/lb. A

primeira fase do processo é arrefecimento sensível e move-se do ponto A para a esquerda numa

linha de humidade específica constante até ao ponto B na curva de saturação. A segunda fase

começa no ponto B percorrendo a linha de saturação até atingir a temperatura de 55 ºF (DB = WB =

DP), ponto C. Na fase do processo de B para C, existem simultaneamente arrefecimento sensível e

Psicrometria

Cap 3 – Gráfico Psicrométrico 3-69

latente. No ponto C, temos W2 = 64.5 gr/lb e HC = 23.2 Btu/lb.

Calor removido = 46.9 – 23.2 = 23.7 Btu/lb

Água removida = 152 – 64.5 = 87.5 gr/lb

Arrefecimento
sensível

Calor latente
removido

Fig 3-19 Arrefecimento com desumidificação

3.14 RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS PRÁTICOS COM O GRÁFICO
PSICROMÉTRICO

Os parágrafos anteriores mostram a construção dum gráfico psicrométrico e a sua aplicação a alguns

processos de condicionamento de ar básicos. A maior parte dos sistemas de ar condicionado utilizam

estes processos, singularmente ou em combinação, de forma a manter as condições pretendidas

dentro do espaço.

Antes de vermos problemas de psicrometria aplicada, é desejável rever os princípios de operação de

um sistema de ar condicionado.

Durante os meses de verão, misturas de calor sensível e latente são transferidos para o espaço a

condicionar ou mesmo gerado dentro desse espaço. À soma destas quantidades de calor chama-se

carga de condicionamento de ar. De forma a manter as condições desejadas de temperatura e

humidade, o ar condicionado deve remover os calores sensível e latente na mesma proporção em

que elas entram ou são gerados no espaço.

A remoção de calor é conseguida introduzindo ar condicionado a uma temperatura de bolbo seco e

humidade específica inferiores às do espaço. Como o ar fornecido aquece até à temperatura do

espaço, ele toma calor sensível, e como se mistura com o ar do espaço e se aquece, ele também

aumenta a sua humidade (calor latente). A linha de processo da condição do ar a ser fornecido é

representada pela linha do factor de calor sensível (a linha de condição do quarto da Fig 3-14) entre a

condição do ar à saída do permutador e o ponto de condição do espaço.

Durante os períodos de inverno, o ar é introduzido a uma temperatura superior à temperatura do

Psicrometria

3-70 Cap 3 – Gráfico Psicrométrico

espaço, devendo este ar