Psicrometria e carta psicrométrica M. Casquilho: Simulação, Optimização, Qualidade Psicrometria e carta psicrométrica Se tivermos um Sistema Gás / Vapor composto por: Gás – B + Vapor condensável – A Podemos ter três situações diferentes: - Sistema sobresaturado - Sistema saturado - Sistema não saturado ou sobreaquecido Sistema sobresaturado É usual, mas é instável e não consta do programa desta Unidade Curricular. Sistema saturado gl = c – f + 2 Equação de equilíbrio de fases 1 / 12 1

Psicrometria e carta psicrométrica M. Casquilho: Simulação, Optimização, Qualidade Psicrometria e carta psicrométrica f = 2 c = 2  gl = 2 Para caracterizarmos o sistema precisamos de 2 parâmetros, por hipótese P e T Sistema não saturado f = 1 (fase gasosa) c = 2  gl = 3 Para caracterizarmos o sistema precisamos de 3 parâmetros, por hipótese P, T e 2 / 12 2

Psicrometria e carta psicrométrica M. Casquilho: Simulação, Optimização, Qualidade Psicrometria e carta psicrométrica Para caracterizarmos um sistema não saturado é preferível recorrermos aos Índices de saturação em vez de : 1 - Saturação absoluta 2 - Saturação molar 3 - Percentagem de saturação 4 - Percentagem de saturação relativa 5 - Ponto de orvalho 6 - Temperatura húmida (só para o sistema ar / água) A entalpia específica, h, também pode ser usada como índice de saturação Para o sistema ar / água usa-se o termo Humidade em vez de Saturação 3 / 12 3

1+Hm -------------------- 1 --------------------Hm M. Casquilho: Simulação, Optimização, Qualidade Psicrometria e carta psicrométrica 1 – Saturação ou Humidade molar (Sm ou Hm) Sm = mole A / mole B Para o sistema ar / água, usualmente ar ---------------------ar seco --------------água 1+Hm -------------------- 1 --------------------Hm 2 – Saturação ou Humidade absoluta (Sa ou Ha) Sa = massa A / massa B Para o sistema ar / água Ha = Hm  0,62 4 / 12 4

Psicrometria e carta psicrométrica M. Casquilho: Simulação, Optimização, Qualidade Psicrometria e carta psicrométrica 3 - Percentagem de Saturação ou de Humidade (%S ou %H) 4 - Percentagem de Saturação ou de Humidade Relativa 5 / 12 5

Psicrometria e carta psicrométrica M. Casquilho: Simulação, Optimização, Qualidade Psicrometria e carta psicrométrica Aplicando a equação dos gases perfeitos 5 - Ponto de orvalho PO = T à qual, por arrefecimento a pressão constante, o sistema fica saturado, %S = 100% e 6 - Temperatura de Termómetro Húmido (h) É a temperatura indicada por um termómetro cujo bolbo está envolvido com um tecido ensopado em água e sobre o qual incide ar. 6 / 12 6

Psicrometria e carta psicrométrica M. Casquilho: Simulação, Optimização, Qualidade Psicrometria e carta psicrométrica θh tecido bolbo ar Balanços mássicos e entálpicos utilizando a Saturação Molar ou Absoluta 7 / 12 7

Psicrometria e carta psicrométrica M. Casquilho: Simulação, Optimização, Qualidade Psicrometria e carta psicrométrica Exemplo: Balanço à água num secador alimentado com ar: Usando-se Usando-se Hm Como nestes processos o caudal de ar seco é sempre constante, os cálculos vêm simplificados se usarmos os Índices de Saturação. Carta psicrométrica Num sistema não saturado com 3 graus de liberdade, se fixarmos a P, ficamos com 2 graus de liberdade e podemos descrever esse sistema num ábaco a 2 dimensões. Este ábaco para o sistema ar / água chama-se Carta Psicrométrica. A carta psicrométrica permite: - Usando-se 2 índices de saturação para marcar um ponto sobre a carta psicrométrica, pode-se, a partir desse ponto, obter os restantes índices. 8 / 12 8

Psicrometria e carta psicrométrica M. Casquilho: Simulação, Optimização, Qualidade Psicrometria e carta psicrométrica - Sobre a carta pode-se seguir a evolução do sistemas ar / água, mas isso fica para a próxima aula. Na literatura (incluindo a Internet) existem várias cartas psicrométricas que variam nas unidades consideradas e no estado de referência. A carta psicrométrica que usamos em PEQ apresenta as seguintes grandezas: - %Hr , Ha , Has, T (em ºC), θh (em ºC) e h (em J/g) Estado de Referência: ar - gás a 0ºC Água – líquida a 0ºC Pressão atmosférica A questão da Pressão é muito importante. Em PEQ consideramos como erro aceitável trabalharmos entre 750 e 770 mmHg. Na página de PEQ estão disponibilizadas 2 cartas psicrométricas, a de temperaturas baixas, entre -10ºC e 55ºC, e a de temperatura altas, entre 20ºC e 120ºC. Conforme os casos podemos usar uma ou outra carta, ou mesmo as duas. 9 / 12 9

Psicrometria e carta psicrométrica M. Casquilho: Simulação, Optimização, Qualidade Psicrometria e carta psicrométrica 10 / 12 10

Psicrometria e carta psicrométrica M. Casquilho: Simulação, Optimização, Qualidade Psicrometria e carta psicrométrica Linha de saturação h %Hr h PO A Ha T PO h 11 / 12 11

Psicrometria e carta psicrométrica M. Casquilho: Simulação, Optimização, Qualidade Psicrometria e carta psicrométrica Nesta figura estão representadas várias operações num sistema ar / água: - Aquecimento, segmento - Arrefecimento, segmento - Arrefecimento até à saturação, segmento - Arrefecimento até à saturação, seguida de condensação, percurso - Humidificação, segmento 12 / 12 12