Slide - Psicrometria e Cartas Psicrométricas - 2024-1

Psicrometria e Cartas Psicrométricas Prof. Dr. Renato Belli Strozi rstrozi@unicamp.br LE504 - TERMODINÂMICA II Observações • Não há nenhuma atividade semanal a ser entregue. 2 Bibliografia Material Complementar: • ÇENGEL, Y.A.; BOLES, M.A. Termodinâmica. 7ª Ed. Editora Mcgraw-hill Interamericana, 2013. Capítulo 14 • https://www.youtube.com/watch?v=mDqBlOx9jbg (Vídeo sobre cartas psicrométricas Profª Karina) Moran e Shapiro: Tema de estudo: Cap. 12 3 Conceitos fundamentais Ao final desta aula você deverá estar apto a... ➢ Relacionar a temperatura de saturação adiabática e as temperaturas de bulbo úmido do ar atmosférico. ➢ Utilizar o diagrama psicrométrico como ferramenta para determinar as propriedades do ar atmosférico. 4 Revisão 5 Psicrometria É o estudo do ar, objetivando a medição das suas condições e propriedades. A psicrometria é utilizada para determinar em quais condições o ar terá melhores propriedades de conforto em um sistema de condicionamento de ar. Revisão 6 (𝑻𝑩𝑺) (𝑻𝑩𝑼) Determinação da umidade absoluta Psicrômetro 𝜔 = ℎ𝑎 𝑇𝑏𝑢 − ℎ𝑎 𝑇𝑏𝑠 + 𝜔′ ℎ𝑔 𝑇𝑏𝑢 − ℎ𝑓 (𝑇𝑏𝑢) ℎ𝑔 𝑇𝑏𝑠 − ℎ𝑓 (𝑇𝑏𝑢) Figura adaptada: Borgnakke e Sonntag, 8ª Edição Psicrometria e Cartas Psicrométricas 7 Carta psicrométrica Material Complementar: https://www.youtube.com/watch?v=mDqBlOx9jbg A representação gráfica de várias propriedades importantes de ar úmido são fornecidas em cartas psicrométricas. Figura: Borgnakke e Sonntag, 8ª Edição Psicrometria e Cartas Psicrométricas 8 Carta psicrométrica - Aplicação Dada a temperatura de bulbo úmido igual a 20°C e a temperatura de bulbo seco igual a 32°C, determine utilizando a carta psicométrica: a) A umidade absoluta b) A temperatura de ponto de orvalho c) A umidade relativa Psicrometria e Cartas Psicrométricas 9 𝑇𝑏𝑠 = 32°𝐶 𝑇𝑏𝑢 = 20°𝐶 Carta psicrométrica para 1 atm (unidades SI) Figura A-9: Moran e Shapiro, 8ª Edição Ponto de interesse Psicrometria e Cartas Psicrométricas 10 Trace uma linha horizontal para a direita. 𝜔 = 0,010 𝑘𝑔 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑘𝑔 𝑎𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜 a) Umidade absoluta Psicrometria e Cartas Psicrométricas 11 b) Temperatura pto orvalho 1 2 𝑻𝟏 𝑻𝒐𝒓𝒗 A temperatura de ponto de orvalho é definida como a temperatura à qual a condensação do vapor de água se inicia, quando o ar é resfriado à pressão constante. 𝑻𝒐𝒓𝒗 = 𝑻𝒔𝒂𝒕,𝒗(𝒑𝟏) Condensação: A partir de 𝑻𝒐𝒓𝒗 , o progressivo resfriamento deslocará o sistema para o campo L+V. ϕ = 1 Psicrometria e Cartas Psicrométricas 12 𝑇𝑜𝑟𝑣 = 14°𝐶 Referência em Tbu Trace uma linha horizontal para a esquerda b) Temperatura pto orvalho Psicrometria e Cartas Psicrométricas 13 Na linha de Tbu de 20°C, interpole entre as linhas de umidade relativa acima e abaixo do ponto. 𝑇𝑏𝑠 = 30°𝐶 𝑇𝑏𝑠 = 33°𝐶 Interpolação com Referência em Tbs c) A umidade relativa (𝝓) Psicrometria e Cartas Psicrométricas 14 (c) A umidade relativa (ϕ) Na linha de TBU de 20°C, interpole entre as linhas de umidade relativa acima e abaixo do ponto. 𝑻𝒃𝒖 = 𝟐𝟎°𝑪 ϕ (%) 𝑻𝒃𝒔 °C 40 30 ϕ 32 30 33 ϕ = 33,3% Psicrometria e Cartas Psicrométricas 15 Exercício de aprendizagem Uma sala contém ar a 1 atm, 36ºC e 30% de umidade relativa. A partir da carta psicrométrica, determine: a) A umidade absoluta b) TBU c) A entalpia d) Temperatura do ponto de orvalho e) O volume específico do ar Psicrometria e Cartas Psicrométricas 16 𝑇𝑏𝑠 = 36°𝐶 ϕ = 30% Carta psicrométrica para 1 atm (unidades SI) Figura A-9: Moran e Shapiro, 8ª Edição Ponto de interesse Psicrometria e Cartas Psicrométricas 17 Trace uma linha horizontal para a direita. 𝜔 = 0,01125 𝑘𝑔 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑘𝑔 𝑎𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜 a) Umidade absoluta Psicrometria e Cartas Psicrométricas 18 𝑇𝑏𝑢 = 22,1°𝐶 b) Temp. bulbo úmido Psicrometria e Cartas Psicrométricas 19 ℎ = 65,00 𝑘𝐽 𝑘𝑔 𝑎𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜 Cuidado: não confundir linhas de 𝑻𝒃𝒖 e 𝒉. c) Entalpia do ar Psicrometria e Cartas Psicrométricas 20 Trace uma linha horizontal para a esquerda d) Temperatura pto orvalho Psicrometria e Cartas Psicrométricas 21 𝑇𝑜𝑟𝑣 = 15,5°𝐶 Referência em Tbu Trace uma linha horizontal para a esquerda d) Temperatura pto orvalho Psicrometria e Cartas Psicrométricas 22 e) Volume específico Psicrometria e Cartas Psicrométricas 23 e) Volume específico 𝝓 = 𝟑𝟎% 𝑻𝒃𝒖 °C υ 21,9 0,89 22,1 υ 23,8 0,9 υ = 0,891 Na linha de 𝝓 = 𝟑 , interpole entre as linhas de volume específico tendo como referência a 𝑻𝒃𝒖. Psicrometria e Cartas Psicrométricas 24 Psicrometria Guia de estudo Exercícios 12.45 a 12.74 Moran e Shapiro, 8ª Edição • Explorando os Princípios Psicrométricos (Ênfase em Cartas psicrométricas) Exercícios 14.36 a 14.48 Çengel e Boles, 7ª Edição • Diagrama psicrométrico Psicrometria e Cartas Psicrométricas 25 Psicrometria Guia de estudo Use a carta psicrométrica para determinar as propriedades que faltam: a b c d ɸ Umidade relativa 80% 100 % ? ? ω Umidade absoluta, kg água/kg ar seco ? ? 0,008 ? TBU Temperatura de bulbo úmido, °C ? ? ? 23 °C TBS Temperatura de bulbo seco, °C 25 °C 15 °C 20 °C 25 °C h Entalpia, kJ/kg ar seco ? ? ? ? υ Volume específico, m3/kg ? ? ? ? e f g h ɸ Umidade relativa 50% 60% ? ? ω Umidade absoluta, kg água/kg ar seco 0,012 ? 0,008 0,006 TBU Temperatura de bulbo úmido, °C ? 15 °C 17 °C ? TBS Temperatura de bulbo seco, °C ? ? ? 10 °C Torv Temperatura do ponto de orvalho, °C ? ? ? ? Atividade Semanal Atividade Semanal 19: Data da entrega: 13/06/2024 Individual, escrita à mão em folha de papel As temperaturas de bulbo seco e de bulbo úmido em uma sala de conferências a 1 atm são, respectivamente, 24 °C e 16 °C. Determine a razão de mistura (umidade absoluta) e a umidade relativa utilizando a equação 12.48 do livro texto. Em seguida, repita este procedimento utilizando a carta psicrométrica A-9 disponível no livro texto (Moran e Shapiro, 8ª Edição). Importante: Para a resolução utilizando a carta psicrométrica, é imperativo imprimir a mesma, traçar as curvas e linhas de interesse manualmente, e utilizar cores que as diferenciem da carta original. É aconselhável o uso de régua e lápis ou canetas coloridas 26 What’s next? • Condicionamento de ar 27