psicrometria universidade federal do rio grande do sul engenharia mecânica medições térmicas...

Psicrometria

Universidade Federal do Rio Grande do SulEngenharia MecânicaMedições Térmicas

Prof. Paulo Smith Schneider

Psicrometria

• Temperatura ambiente– Comportamento e medição

• Umidade relativa– Evolução diária– Composição do ar– Medição– Carta psicrométrica– Equacionamento

Medições Térmicas - UFRGS - Paulo Schneider 2

Temperatura ambientePorto Alegre

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

max absmed max absmed maxmedmed minmed min absmin abs

tempo (meses)

tem

pera

tura

(ºC

)

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Temperatura ambientePorto Alegre

• máxima absoluta ~ 40 ºC• mínima absoluta ~ 0 ºC• média anual ~ 20 ºC• amplitudes ~ 10 ºC • média max ~ 30 ºC• média mínimas ~ 10 ºC

• fonte 8º Distrito de Meteorologia

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Temperatura ambientePorto Alegre

0

5

10

15

20

25

30

35

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

tempo (horas)

tem

pe

ratu

ra (

ºC)

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temperatura x umidade

0102030405060708090

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

tempo (horas)

tem

p e

UR

temperaturaumidade relativa

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Umidade relativa

ar secovapord’água

ar úmido

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Umidade relativa

ar seco pasvapord’água

nitrogêniooxigêniogás carbônicohélioargônioetc.

pw

ar úmido

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Umidade relativa

ar seco pasvapord’água

nitrogêniooxigêniogás carbônicohélioargônioetc.

pw

ar úmido

ptotal=pparciais=pa+pw

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Umidade relativa

• xv=fração molar de vapor no ar• xsat= fração molar de vapor saturado no ar • pv=pressão parcial de vapor no ar• psat= pressão parcial do vapor saturado no ar • mv=massa de vapor no ar• msat=massa de vapor saturado no ar

URx

x

p

p

m

mv

sat

v

sat

v

sat ~

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Umidade relativa

Com o EES

sat

v

p

pUR

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Umidade relativa

Com o EES

sat

v

p

pUR

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Umidade relativa

-10 0 10 20 30 40 500

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

T[1] [*C]

Psa

t[1]

[P

a]

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Medição

• temperaturas de bulbo

água líquida

bulbo seco bulbo úmido

Tbs Tbu

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Carta Psicrométrica

Tbs (ºC)

W(gva/kgas)

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Carta Psicrométrica

Tbs (ºC)

saturaçãoTbu

W(gva/kgas)

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Carta Psicrométrica

Tbs (ºC)

saturaçãoTbu

UR

W(gva/kgas)

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Carta Psicrométrica

Tbs (ºC)

saturaçãoTbu

tbs=20 ºCtbu=15 ºCUR=60%

20

1560 %

W(gva/kgas)

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Carta Psicrométrica

Tbs2

aquecimento

W=cte

Tbu1

Tbs1

Tbu2

Tbs (ºC)

W(gva/kgas)

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Carta Psicrométrica

Tbs1

resfriamento

W=cte

Tbu2

Tbs2

Tbu1

Tbs (ºC)

W(gva/kgas)

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Carta Psicrométrica

Tbs1

Tbu3

resfriamentocom desumidificação

W=cte

Tbu2

Tbs2

Tbu1

Tbs (ºC)

W(gva/kgas)

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Carta Psicrométrica

Tbs (ºC)

umidificação

W1

W2Tbu1

Tbu2

W(gva/kgas)

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temperatura x umidade

0102030405060708090

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

tempo (horas)

tem

p e

UR

temperaturaumidade relativa

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Umidade ambiental: comportamento

• Tbs ~ 1 / UR- conteúdo de umidade armazena

calor• mínimo Tbs corresponde ao

máximo de UR

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cálculo

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funções

• Calcule a eq. (A) para Tbs e para Tbu, resultando Pvs,Tbs e Pvs,Tbu,

• Calcule a eq. (B) usando pvs,Tbs e p e depois pvs,Tbu e p, resultando ws,Tbs e ws,Tbu

• Calcule a eq. (C) usando Tbs, Tbu, e ws,Tbu

• Calcule a eq. (D) usando ws,Tbs e o resultado da eq. (C)

• Calcule a eq. (E) usando p, pvs,Tbs e o resultado da eq. (D)

• Multiplique o resultado da eq. (E) por 100 para obter a umidade relativa.

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funções

EES –Function infoAirH20 - funções

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funções

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EES – engineering equation solver

Exemples – properties, thermodynamics

Psicrometric calculator

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EES – engineering equation solver

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EES – engineering equation solver

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Instrumentaçãohigrômetros mecânicos

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Instrumentaçãohigrômetros capacitivos

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Instrumentaçãohigrômetros por condensação

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Exercício cálculo da UR a partir de Tbs e Tbu

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Exercício cálculo da UR a partir de Tbs e Tbu

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