Psicrometria

A psicrometria é a ciência do estudo de várias propriedades do ar, método para controlar sua temperatura e teor de umidade e seu efeito em vários materiais e seres humanos.

O estudo da psicrometria ajuda a entender os diferentes constituintes do ar e como eles se afetam, o que, por sua vez, desvenda vários mistérios da atmosfera e da natureza.

A psicrometria é a ciência do estudo das propriedades termodinâmicas do ar úmido e o uso delas para analisar condições e processos do ar úmido.

O que é psicrometria?

Psicrometria é a medição do vapor de água e calor em uma amostra de ar. É usado na indústria de refrigeração, no design de salas limpas, em certos processos de fabricação e para aplicações teóricas.

A psicrometria é um ramo da termodinâmica e trata de termos como temperatura de bulbo seco, temperatura de bulbo úmido, calor específico e umidade relativa.

A compreensão da psicrometria é um pré-requisito para o controle preciso da umidade dos ambientes contidos.

O conceito-chave em psicrometria é a relação entre temperatura de bulbo úmido, temperatura de bulbo seco e umidade relativa.

A psicrometria aplica as relações bem compreendidas entre umidade e temperatura no ar a problemas práticos. Na psicrometria, a temperatura do bulbo seco refere-se à temperatura do ar medida por um termômetro convencional.

A temperatura do bulbo úmido é medida com um dispositivo chamado higrômetro, projetado para medir a temperatura de uma maneira que reflete as propriedades de resfriamento da água em evaporação.

Um higrômetro consiste em dois termômetros, um ligado a um pavio embebido em água destilada e o outro deixado sozinho. Os dois termômetros são girados no ar, geralmente usando um dispositivo giratório manual.

O movimento pelo ar faz com que a água no pavio evapore, diminuindo a temperatura do termômetro de bulbo úmido.

A diferença entre as duas medições do termômetro é então usada para determinar a temperatura do bulbo úmido. Devido à natureza dos psicrométricos, qualquer um dos três valores – temperatura do bulbo seco, temperatura do bulbo úmido e umidade relativa – pode ser usado para calcular o último.

A umidade relativa mede a umidade atual em um espaço em relação à umidade mais alta possível que o espaço possa ter antes de ficar saturada com vapor de água.

Diz-se que quando um espaço está saturado com vapor de água atinge seu ponto de orvalho, o ponto em que o vapor d’água começa a condensar de volta na água. Quanto maior a umidade relativa, mais semelhante a temperatura do bulbo úmido é a temperatura do bulbo seco. Se a água evaporar quando o higrômetro é girado devido à supersaturação do ar, a temperatura do bulbo úmido não pode diminuir. Por outro lado, a umidade absoluta é a medida da densidade real do vapor de água em uma determinada amostra de ar. Os higrômetros são usados em estufas, espaços industriais e algumas saunas, umidificadores e museus.

O que é um gráfico psicrométrico?

Um gráfico psicrométrico é um tipo de gráfico que relaciona as propriedades do ar com a umidade e a temperatura.

É um diagrama complexo que mapeia as relações de várias propriedades termodinâmicas e físicas do ar para uma dada pressão, normalmente normalizada para uma atmosfera padrão ou pressão atmosférica padrão ao nível do mar.

Até sete parâmetros diferentes podem ser mostrados em um gráfico típico e, desde que sejam conhecidos três, todos os outros podem ser lidos ou calculados a partir do gráfico e de seus dados.

Os parâmetros de uma carta psicrométrica típica incluem temperaturas de bulbo seco e úmido, umidade e ponto de orvalho. Também estão incluídas a entalpia, proporção específica de volume e umidade.

Todas essas propriedades são representadas no gráfico e são inter-relacionadas, cada uma afetando as outras conforme os valores mudam.

Um gráfico psicrométrico é útil para prever como as massas de ar se comportarão com base em certas características conhecidas, bem como para determinar propriedades desconhecidas quando algumas propriedades são conhecidas. O gerenciamento ambiental de sistemas fechados, como estufas e outros edifícios, pode se beneficiar de um gráfico psicrométrico para solucionar vários problemas.

Uma grande quantidade de dados está contida em um gráfico psicrométrico, todos relacionados às propriedades do ar úmido. A temperatura do bulbo seco é a temperatura lida em qualquer termômetro padrão, enquanto a temperatura do bulbo úmido é a temperatura mostrada por um termômetro quando o ar úmido se move sobre um sensor de temperatura úmida.

A diferença é análoga à diferença na temperatura percebida ao usar roupas molhadas e é influenciada pela umidade relativa, que é a quantidade de umidade suspensa no ar.

O ponto de orvalho de um corpo de ar é a temperatura na qual o ar não pode reter mais umidade ou na qual a umidade atinge 100%. A capacidade do ar de reter a umidade é determinada pela temperatura e pressão.

À medida que a temperatura aumenta, um determinado corpo de ar é capaz de reter mais umidade e, à medida que a temperatura diminui, o ar é capaz de reter menos umidade.

Entalpia é a quantidade total de energia contida em um volume de ar e é influenciada pela temperatura e umidade dissolvida.

Volume específico indica quanto espaço está ocupado por unidade de massa. É influenciado pela quantidade de umidade dissolvida no ar e sua temperatura a uma determinada pressão.

A taxa de umidade é a massa de água dissolvida por unidade de volume de ar e está intimamente ligada à umidade relativa e ao volume específico.

Todas essas propriedades são mostradas no gráfico psicrométrico e seus relacionamentos permitem que qualquer um deles seja lido diretamente no gráfico ou calculado usando fórmulas científicas estabelecidas, se pelo menos outros três valores forem conhecidos. Cada gráfico é calibrado para uma pressão atmosférica específica, com o nível do mar padrão sendo o mais comum, embora seja possível compilar um gráfico para qualquer pressão.

O que é uma calculadora psicrométrica?

Uma calculadora psicrométrica é um dispositivo de engenharia usado para calcular as propriedades de uma mistura de gás e vapor e, na maioria das vezes, é empregado para analisar o vapor de água no ar circundante.

A umidade, ou a quantidade de água que é suspensa no ar como vapor, tem um efeito significativo nos níveis de conforto humano, em comparação com a temperatura atual, e nos sistemas climáticos no campo da meteorologia.

Isso faz cálculos de estados de umidade, como umidade relativa, umidade absoluta e ponto de orvalho, valores importantes de saída para uma calculadora psicrométrica.

Os valores de entrada para uma calculadora psicrométrica geralmente são a temperatura do bulbo seco, a umidade relativa e a altitude, o que afeta as leituras de pressão do ar.

A temperatura do bulbo seco é uma medida da temperatura do ar em que nenhuma exposição à umidade ou radiação pode afetar a medição da temperatura.

A umidade relativa é um cálculo percentual da quantidade de vapor de água que um determinado volume de ar realmente retém em comparação com a quantidade máxima que ele pode conter, conhecida como pressão de vapor de saturação. Ponto de orvalho é a temperatura na qual esse ar deve ser resfriado a uma pressão predeterminada, para que esse ponto de saturação ocorra e o orvalho se forme do ar sobre as plantas e outros objetos da natureza.

Os valores normais de saída dos valores de temperatura e umidade do ponto de orvalho para uma calculadora psicométrica são frequentemente usados no projeto de sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC) em residências e empresas, bem como em meteorologia, mas esse não é o único use para psicrometria. A primeira tabela psicrométrica foi criada em 1904 por Willis H. Carrier, um engenheiro americano creditado com a invenção dos modernos princípios do ar-condicionado.

Desde então, os dados produzidos por cartas psicrométricas e várias versões do software de calculadora psicrométrica foram aplicados a campos tão diversos quanto agricultura, aeronáutica, embalagens de alimentos e indústria farmacêutica.

Antes do advento dos computadores, os cálculos de cartas psicrométricas exigiam regras de slides e tabelas de logaritmos para dar conta da lei dos gases ideais, uma vez que as propriedades reais de qualquer volume de ar variam significativamente e requerem algum nível de padronização.

Os resultados do gráfico para esses cálculos pareciam muito complexos e assustadores para os jovens engenheiros.

No século 21, no entanto, a calculadora psicrométrica era em grande parte um programa de computador, que incorporava princípios de algoritmos de gás ideal para produzir classificações de precisão de 99% nos valores de saída.

À medida que a tecnologia progredia, o software da calculadora psicrométrica baseada em computador agora foi projetado de forma a poder ser baixado de vários fornecedores on-line e executado em laptops. Agora, os dispositivos eletrônicos portáteis também podem instalar aplicativos para realizar esses cálculos.

Isso torna os cálculos de umidade e ponto de orvalho muito mais fáceis e imediatos para engenheiros e outros especialistas no campo.

Um termômetro convencional fornece informações de bulbo seco em psicometria

Fonte: www.brighthubengineering.com/www.psychrometric-calculator.com/www.dictionary.com/www.tesisat.org/www.wisegeek.org/www.engineeringtoolbox.com/www.engproguides.com/projects.ncsu.edu