C$r psicrometria2012(5 a)blogar
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2
Climatização e RefrigeraçãoPARTE IIAULA 21
13-04-2023
CAP V- . Termodinâmica do AR HÚMIDO
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13-04-2023 3
Aula 20 - Sumário CAP V – AULA PRATICA
Processos Termodinâmicos do AR HÚMIDO
II-I. Psicrometria
Resolução de exercícios
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13-04-2023 4
II-I. Psicrometria
Objectivos
•Utilizar diagramas psicrométricos•Calcular os processos do ar húmido•Interpretar processos do ar condicionado
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13-04-2023 5
Processos do Ar HÚMIDO
II-I. Psicrometria
Aquecimento SensívelArrefecimento Sensível
Arrefecimento e Humidificação
Arrefecimento e Desumidificação
Mistura Adiabática de Dois Fluxos de Ar Húmido
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Aquecimento e Arrefecimento Sensível
II-I. Psicrometria
A energia transferida vem dada por:
12 hhqs
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13-04-2023 7
0
II-I. Psicrometria
12,12, ttwcttcq vparps
)(
)(
22222
11111
rtcwtch
rtcwtch
pvpa
pvpa
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II-I. Psicrometria
Baterias de Aquecimento e Arrefecimento
Esquema de bateria de aquecimento na
instalação
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13-04-2023 9
Arrefecimento e humidificação
21
21
tt
ttSaturaçãodeEficiência
II-I. Psicrometria
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13-04-2023 10
Saturação Adiabática:
rwttcrwttchh apap 202,101,21
Premissas: - a mistura é um gás perfeito; - processo adiabático, dQ = 0 e não há trabalho útil, dW = 0; - a entalpia da água adicionada é muito pequena, então, h1 = h2; - o calor sensível do vapor é desprezável frente ao calor latente.Assim, se h1 = h2:
II-I. Psicrometria
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13-04-2023 11
Saturação Adiabática:
Temperatura de SATURAÇÂO ADIABÁTICA É a temperatura que toma a massa de água em contacto com o fluxo de ar para atingir a sua Saturação de forma adiabatica
II-I. Psicrometria
pvpa cwc
wwrttt
1
1212*
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12
Arrefecimento e Desumidificação
II-I. Psicrometria
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13-04-2023 13
Arrefecimento e Desumidificação
II-I. Psicrometria
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Serpentina de arrefecimento
II-I. Psicrometria
Esquema ?
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Fator de desvio (“by-pass” coefficient): Arrefecimento e Desumidificação :
d
d
ar
bar
tt
tt
m
mFBP
1
2,
II-I. Psicrometria
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13-04-2023 16
Factor de Calor Sensível - FCS
II-I. Psicrometria
Ls
Q
QQFCS s
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13-04-2023 17
(24,0ºC;50%)
Factor de Calor Sensível - FCS
II-I. Psicrometria
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Mistura Adiabática de Duas Correntes de Ar Húmido:
II-I. Psicrometria
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13-04-2023 19
Caixa de mistura
II-I. Psicrometria
Esquema a de caixa de mistura
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Mistura Adiabática de Duas Correntes de Ar Húmido:
II-I. Psicrometria
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Mistura Adiabática de Duas Correntes de Ar Húmido:
32,1,22,11, hmmhmhm arararar
32,1,22,11, wmmwmwm arararar Massa vapor:
Energia:
Massa ar : 3,2,1, ararar mmm
II-I. Psicrometria
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Mistura Adiabática de Duas Correntes de Ar Húmido:
Podem ser deduzidos:
II-I. Psicrometria
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13-04-2023 23
II-I. Psicrometria
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13-04-2023 24
Instalação de ar condicionado
Insuflação
Extracção
Renovação
Exaustão
Recirculação
UTA
Ar de InsuflaçãoAr de ExtracçãoAr de RecirculaçãoAr Novo – Ar exteriorAr Tratado
II-I. Psicrometria
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UTA
II-I. Psicrometria
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Unidade de tratamento de ar - UTA
II-I. Psicrometria
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13-04-2023 27
II-I. Psicrometria
Arrefecimento e desumidificação
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13-04-2023 28
II-I. Psicrometria
Arrefecimento e desumidificação
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13-04-2023 29
Factor de Calor Sensível Local - FCSLCom as condições do local obtém-se as características do arusando o FCSL.
II-I. Psicrometria
FCSL
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Factor de Calor Sensível Total - FCST
Com as condições do ar à entrada do aparelho, obtém-se as características do arusando o FCST.
II-I. Psicrometria
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13-04-2023 31
Factor de Calor Sensível Efectivo - FCSE0
0,5
1Toap
II-I. Psicrometria
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13-04-2023 32
A energia aportada por cada um dos fluxos de ar pode ser calculada partindo das seguintes relações do balanço energético:
Ar insufladoAr requerido no recinto
Ar exterior Ar novo
Ar de retorno Ar recirculação
Ar tratado
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Caudal de ar • AR DE INSUFLAÇÃO; remoção da carga
térmica do local de forma a controlar as condições interiores
• AR NOVO; exigência de ventilação• AR RECIRCULADO; recuperação de energia• AR TRATADO; condicionar ao local• AR DE EXTRACÇÃO; necessidade de limpeza
II-I. Psicrometria
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Caudal de Ar
• Carga Total• Qt = V1,18 (hM – hsa)• Qst = V0,29 (tM – tsa)• Qlt = V0,71(wM – wsa)
• Carga Local (condições efectivas)• Qtefl = V1,18(1-FBP)(hlocal – hoap)• Qstl= V0,29 (tlocal – t oap)• Qltl = V0,71 (wlocal – woap)
• Caudal do ar de retorno = CAUDAL INSUFL – CAUDAL NOVO
• Caudal de ar desviado da bateria = ar insuflado - ar tratado
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13-04-2023 35
1 2’
2’’
4
2
q se nsíve l
q la te nte
C a sa d e m á q uina s
RETO RNO
INSUFLAM ENTO
AREXTERNO
II-I. Psicrometria- Casos Praticos
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13-04-2023 36
II-I. Psicrometria- Casos Práticos
Problema
Nº9 Para ar húmido com a 25⁰C, grau higrométrico de 85% a pressão de 1,025bar determine;a)-pressão de vapor de saturação h)-volume especificob)-ponto de orvalho i)-humidade absolutac)-grau de saturação j)-densidade do ard)-humidade absoluta de saturação k)-temperatura húmidae)-temperatura de saturação adiabatica l)-entalpia do ar humidof)-entalpia do ar seco m)-entalpia do vapor
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13-04-2023 37
II-I. Psicrometria- Casos Práticos
Problema
Nº16 16-Num processo termodinâmico é arrefecido ar de 30⁰C DB e 50% HR a 14⁰C DB. Encontre:
a)Calor sensível removido no processob)Calor latente removido no processoc)Calor total removido durante o processod)Quantidade de água removida.
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13-04-2023 38
II-I. Psicrometria- Casos Práticos
Problema
Nº2828-Deseja-se introduzir ar no interior de uma sala a uma temperatura de bulbo seco de 25⁰C e 50% de HR.O ar é tomado do exterior a uma temperatura de bulbo seco de -2ºC e 10% de HR,
a) Represente o(s) processos na carta psicrometricacalcule:b) a quantidade de calor no temporizadorc) a entalpia do ar a entrada e saída do temporizador.(supondo 10⁰C a saída).d) a quantidade de água no humidificador e a quantidade de calor ai trocado.e) a quantidade de calor permutado no reaquecedor.
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13-04-2023 39
II-I. Psicrometria- Casos Práticos
Problema
Nº3434-Grandes armazéns de venda ao público tem as seguintes condições:
Exterior: 35DB, 24WBInterior: 24DB, 50%HRCSL,50000 Kcal/h ; CLL, 12500 Kcal/hAr fresco 3400 m3 /h.
Determinar:a)carga devido ao ar exteriorb)balanço térmico totalc)FCSE d)ADPe)volume de ar tratadof)condições do ar a saída e entrada do aparelho.
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13-04-2023 40
Determinar:a)carga devido ao ar exteriorb)balanço térmico totalc)FCSE (ok)d)ADPe)volume de ar tratadof)condições do ar a saída e entrada do aparelho.
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13-04-2023 41
• Dada a instalação a seguir, sabe-se que um fluxo de massa de ar externo (1) =0,7kg/s é misturado com outro fluxo de ar de retorno =4,5kg/s. As condições do ar externo (E) ou ponto 1 são: TBS=32C e humidade relativa ()=60%. Já o ar de retorno (2) apresenta as seguintes condições (iguais ao ar de exaustão, 2”): TBS=25C e =50%. Sabendo ainda que a carga térmica sensível ambiente =12kW e a carga térmica latente =2kW.
Exemplo
Calcule ;- temperatura do ar de
insuflamento; - a capacidade da
serpentina de arrefecimento e desumidificação;
- a quantidade de água retirada pela serpentina
AM BIENTE C LIM ATIZADO
RETO
RNO
SERPENTIN ADE RESFRIAM ENTO E DESUM IDIFIC AÇ ÃO VENTILADO RAR EXTERNO
EXAUSTÃO
C ARG A TÉRM IC AM ISTURA 43
22’‘
1
2’
II-I. Psicrometria
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13-04-2023 42
AM BIENTE C LIM ATIZADO
RETO
RNO
SERPENTIN A
DE RESFRIAM ENTO E DESUM IDIFIC AÇ ÃO VENTILADO RAR EXTERNO
EXAUSTÃO
C ARG A TÉRM IC AM ISTURA 43
22’‘
1
2’
exemplo II-I. Psicrometria
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13-04-2023 43
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13-04-2023 44
Determinar:a) Temperatura equivalente de superfície (ADP).b) Factor de By-Passc) Capacidade Frigorífica Total da bateria de frio d) Capacidade Frigorífica Sensível da bateriae)Factor térmico da evolução na bateriaf) Capacidade Desumidificadora da bateria
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13-04-2023 45
III-I. Sistemas de Ar Condicionado