Psicrometria

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO
INSTITUTO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
IT256 – Introdução à Engenharia de Alimentos

PSICROMETRIA

LUIZIANE AZEVEDO DOS SANTOS1

JOSÉ LUCENA BARBOSA JÚNIOR2

1 Aluna do DTA/UFRRJ, 2 Professor do DTA/UFRRJ

JUNHO/2010
PSICROMETRIA

A psicrometria (do grego psykhro – frio) é um capítulo da termodinâmica queestuda:
• propriedades das misturas ar mais vapor d’água;
• propriedades das misturas formadas pelos gases perfeitos mais vapores condensáveis;
O conhecimento das propriedades psicrométricas é fundamental para projetar sistemas de controle ambiental para plantas, animais e seres humanos, bem como para o controle e dimensionamento de diferentes processos industriais tais como resfriamento,umidificação e desumidificação, secagem, etc [1].

Conceitos básicos de psicrometria
O ar úmido consiste de uma mistura de ar e vapor de água [2].
O ar seco consiste de uma mistura de gases, sendo os principais o oxigênio e o nitrogênio, devido aos mesmos se encontrarem em maior quantidade. Além dos gases de ar seco, o ar úmido contém uma quantidade variável de vapor de água [2].Embora a fração de vapor de água em peso no ar, em condições normais, seja sempre menor do que um décimo, ainda assim a presença das moléculas de água no ar tem um efeito significativo nos processos evaporativos, uma vez que são estas moléculas as responsáveis pelo estabelecimento dos gradientes de umidade e, até certo ponto, de temperatura [2].

Definições de Termos PsicrométricosTrês termos para descrever a quantidade de vapor de água no ar são usados: pressão de vapor, umidade relativa, e umidade absoluta [2].
As temperaturas de ar úmido em geral se referem a: temperatura de bulbo seco, temperatura de bulbo úmido e temperatura de ponto de orvalho [2].
Duas propriedades adicionais de ar úmido, freqüentemente utilizadas em cálculos de secagem, são a entalpiae o volume específico [2].

Pressão de vapor
A pressão de vapor (pv) é a pressão parcial exercida pelo vapor de água no ar úmido, devido ao escape de moléculas de água altamente energéticas de uma superfície líquida para o ar ao qual a superfície está exposta [2].
Quando esta água é vaporizada para um espaço confinado, um equilíbrio dinâmico é alcançado entre as taxas deevaporação e de condensação sobre a fase densa. Nesta condição de equilíbrio, o ar se encontra completamente saturado com vapor de água, e a pressão de vapor é denominada pressão de vapor saturado (ps) [2].
Da Regra das Fases (Termodinâmica), para uma temperatura constante especificada, há uma única pressão na qual um líquido pode estar em equilíbrio com seu vapor [2], como pode ser visto na Figura 1.[pic]

Figura 1 - Diagrama de fases (pressão x temperatura) para água [2].

• Pressão Parcial (Lei de Dalton)
A pressão total de uma mistura de gases é igual a soma das pressões parciais de cada um dos componentes da mistura. A pressão parcial de cada componente da mistura é a pressão que ele exerceria se ocupasse sozinho um volume igual ao da mistura, na mesma temperatura. ALei de Dalton pode ser melhor ilustrada pela figura abaixo, que se trata da mistura dos gases A e B, sendo que o volume ocupado pela mistura é V e a temperatura T [3].

para a mistura de A e B:

para os componentes:

Fazendo as substituições necessárias:

onde PA, nA, PB e nB são respectivamente as pressões parciais e onúmero de moles, dos gases A, B [3].
Quando considerado o ar úmido, isto é, a mistura de ar seco e vapor de água, tem-se que a pressão atmosférica local (Patm), que corresponde à pressão total, é igual a soma da pressão parcial do ar seco (Par) com a do vapor de água (Pv) [3].

Ar seco
É a mistura dos gases que constituem o ar atmosférico, com exceção do vapor de água. A tabela...
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