Ao mesmo tempo, para que essa vazão possa neutralizar o calor latente do ambiente, é necessário que sua umidade específica seja suficientemente inferior à do ambiente, que é igual a 10,5g de vapor por kg de ar seco.
æ = arvaporkg
Supondo o calor latente de evaporação da água igual a 0,6(kg/gr), verificamos que um calor latente
Chamando DDx ÷ ÷
Łæ arvaporkg g a diferença de umidade específica entre o ar ambiente e o ar insuflado, deve-se observar:
æ ==D arvaporkg
Sobre a Carta Psicrométrica (Figura 17), o ponto que representa o ar insuflado será pois o indicado pela letra C.
Figura 17 - Fator de Calor Sensível
Repetindo o procedimento indicado para as temperaturas do ar insuflado a 15 e 10ºC, obtêm-se os valores da Tabela 8 para cada uma das diferentes grandezas.
Tabela 8 – Propriedades do ar insuflado ti (ºC) temperatura ar
insuflado tA – tI(ºC)
Łæ araguakg gPonto no Diagrama
Da tabela, pode-se observar que:
1. Existe um número infinito de condições de ar de insuflamento que neutralizam o calor sensível e o calor latente do ambiente;
2. Todos os pontos representativos das diferentes condições capazes de neutralizar simultaneamente as cargas sensíveis e latentes, e somente eles, se encontram sobre um segmento de reta (AB, da Figura 17) que passa pelo ponto indicativo das condições do ambiente.
3. A inclinação do dito segmento de reta é correspondente ao valor do Fator de Calor Sensível (totSq o qual é uma característica do ambiente considerado e definido como Fator Térmico do Ambiente.
5. Se o ar é insuflado, por exemplo, na quantidade que corresponderia ao ponto C, mas na condição F, resultaria um ponto G , com propriedades diferentes do ponto A, desejado.
A adição de umidade do ar sem que se acrescente energia faz com que o ponto de estado se mova sobre uma linha de entalpia constante (transformação isoentálpica). A transformação ocorre praticamente com temperatura de bulbo úmido constante.
A Figura 18 demonstra um método de se realizar essa transformação. Em A uma vazão de ar não saturado é insuflado em uma cortina de água gelada, saindo mais frio e com a mesma energia (entalpia) inicial.
Figura 18 – Exemplo de Processo de Resfriamento e Umidificação
Figura 19 – Processo de Resfriamento e Umidificação
BA S t t E onde:
tA – temperatura de bulbo seco do ar na entrada do processo tB – temperatura de bulbo seco do ar na saída do processo tC – temperatura de bulbo úmido do ar na entrada, a qual coincidiria com a temperatura de bulbo seco da saída se o ar saturasse completamente
Na prática, se o condicionador é suficientemente grande/potente e possua um mínimo de duas linhas de pulverização, a eficiência da saturação pode alcançar e até superar 92%.
Este processo foi um dos primeiros a ser empregados nas instalações de ar condicionado e é ainda empregado nas indústrias têxteis e, em geral, naquelas que necessitam para seus ciclos de produção uma massa de ar com umidade relativa elevada.
O ar pode ser aquecido e umidificado simultaneamente se o fizermos passar por um condicionador que contenha uma tubulação que pulverize água quente ou simplesmente mediante uma injeção direta de vapor, Figura 20.
Figura 20 – Exemplo de Processo de Aquecimento e Umidificação
Esse processo é caracterizado por um aumento da entalpia e da razão de umidade do ar tratado.
Mas a temperatura de bulbo seco final pode ser menor, maior ou igual a temperatura inicial, em função das temperaturas, o começo do tratamento, do ar e da água e de suas respectivas vazões.
A) Se a vazão de água pulverizada é grande em comparação com a vazão de ar
O ar sai quase saturado e com temperatura próxima a da água. Na Figura 21 estão representados os diversos casos possíveis.
Figura 21 –Processo de Aquecimento e Umidificação
- AC e AD representam transformações análogas, onde a temperatura da água pulverizada se encontra, na mesma temperatura de bulbo seco do ar de entrada (AC) e acima desta última (AD).
Como no caso do processo de resfriamento e umidificação (resfriamento adiabático), o ar sairá saturado do condicionador. A capacidade de saturação do ar pode ser expressada da mesma forma que a Eficiência de Saturação.
B) Se a quantidade da água pulverizada é relativamente pequena em comparação com a vazão de ar insuflado
A água se esfriará notavelmente em contato com o ar e o processo ocorrerá como representado na
vazão água, ).
Figura 21, pelos pontos B', C' e D'. Observe-se que o ar resultante não estará saturado, estando com uma umidade relativa próxima dos 90%, dependendo das condições colocadas anteriormente (temperatura água,
O processo pode ser também efetuado por uma injeção direta de vapor no ar insuflado, fazendo este último passar sobre uma superfície de água, que é mantida quente por meio de serpentinas por onde circulam vapor de água a temperaturas elevadas ou por meio de resistências elétricas.
Nesse caso, o ponto representativo do ar no diagrama pode ser calculado fazendo-se um balanço de entalpias e razões de umidades.
Métodos de Medição de Umidade em Gases1
A presença ou ausência de vapor d'água no ar ou em outros gases influencia uma ampla faixa de processos físicos, químicos e biológicos. Desse modo, as medições de umidade são importantes para diversos processos industriais, e para alguns deles são parâmetros críticos que influenciam os custos do processo, a qualidade do produto, a saúde e a segurança.
Existem inúmeras técnicas conhecidas para a medição da umidade. O assunto é também complicado pela confusa variedade de modos de se expressar a umidade. Analogamente ao que ocorre em outros campos da metrologia, a utilização de uma forma consistente e harmonizada de se expressar a medição de umidade tem se tornado cada vez mais importante, do mesmo modo que é necessário um entendimento comum das definições e dos termos utilizados na higrometria.
A umidade é uma quantidade relativamente difícil de ser medida na prática, e a exatidão atingível normalmente não é tão boa quanto as possíveis de serem obtidas em outras áreas da metrologia. Por exemplo, a massa de um objeto pode ser determinada pela pesagem em um laboratório comum dentro de uma parte em 100.0. Analogamente, a pressão atmosférica pode ser freqüentemente medida dentro de 5 partes em 10.0. A umidade, entretanto, pode ser normalmente medida apenas dentro de 3 partes em 100, ou seja, com uma incerteza no resultado de ±3%.