Apostila Refrigeração e Ar Condicionado

Apostila Refrigeração e Ar Condicionado

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- Exigem alguma habilidade, especialmente para a manutenção.

Eletrolítico (pentóxido fosforoso)

Analogamente, utilizam um método conhecido já a longo tempo e utilizado em ambientes secos. + São compatíveis com alguns gases corrosivos.

+ Podem apresentar boa sensibilidade. - As células de medição possuem uma vida limitada, após a qual elas devem ser regeneradas e recalibradas. - O controle da vazão do gás amostral é crítico.

- São danificados pela exposição à umidade ambiente, e por vezes a umidades excessivamente baixas (abaixo de 1ppmv). - Apresentam uma resposta lenta nas umidades mais baixas.

- Hidrocarbonetos, butadeína, amônia e alguns outros contaminantes impedem uma operação adequada. - Adiciona alguns traços de hidrogênio e oxigênio na amostra de gás, que podem se recombinar, ocasionando erros.

Higrômetros Espectroscópicos

Ampla faixa de utilização, indo desde a medição de umidade de gases em fornos e processos de combustão até a medição de traços de componentes em processos envolvendo gases de alta pureza. + Adequado ao uso com quase qualquer tipo de gás, inclusive os corrosivos e reativos.

+ Pode ser utilizado para a medição de concentrações de outras substâncias ao mesmo tempo.

+ Consegue medir a umidade em gases a altas temperaturas.

+ Princípio de medição sem contato.

+ Resposta rápida.

+ Alta sensibilidade. - Utiliza tecnologia sofisticada.

- É relativamente caro.

- É difícil de calibrar.

- Dióxido de carbono pode interferir na medição da umidade se presente em alta concentração.

O higrômetro espectroscópico por absorção infra-vermelha em particular é utilizado em processos industriais onde o ambiente pode ser sujo, com alto teor de umidade, e em altas temperaturas.

+ Pode ser projetado para utilização em ambientes hostis.

Outros métodos espectroscópicos como o APIMS, o FT-IR e o TDLAS podem ser também utilizados para a medição de concentrações extremamente baixas de vapor d’água, da ordem de algumas partes por bilhão (ppb).

+ Podem medir concentrações bastante baixas de vapor d’água. - Exige uma percurso longo da amostra para uma sensibilidade adequada em níveis baixos de umidade.

Medidores de Umidade por Mudança de Cor

Utilizados principalmente de uma forma visual expositiva como indicadores de umidade montados em paredes. + Não necessitam de nenhuma bateria ou alimentação elétrica.

+ Podem ser facilmente observados.

+ São baratos e simples. - Proporcionam apenas uma indicação grosseira da umidade.

- São difíceis de calibrar.

5. Seleção de um Tipo de Higrômetro

A fim de assegurar a “adequação à finalidade” é necessário, antes de tudo, estabelecer com clareza qual é a finalidade da medição. A realização de uma medição da umidade é realmente necessária? Se sim, qual será o seu uso, negócios ou processo? Para serem úteis, como os resultados deveriam ser expressos? A medição visa atender uma necessidade prática, ou objetiva cumprir uma especificação documentada, e se for este o caso, a especificação é significativa e realística? Uma vez que a necessidade e o objetivo de se realizar a medição estão claros, é importante decidir quais fatores são relevantes para se atingir tal objetivo.

Para isto, o usuário deveria considerar as seguintes questões. Qual a unidade ou a escala de medição a utilizar? O parâmetro de interesse pode ser umidade relativa, ponto de orvalho, ou alguma outra medida de concentração de vapor d’água.

É geralmente melhor selecionar um método de medição que intrinsecamente detecta o parâmetro de interesse. Muitos higrômetros fornecem os resultados em termos de dois ou mais parâmetros de umidade. Isto freqüentemente é útil, mas deveria ser entendido que normalmente somente um parâmetro está sendo medido, e os outros valores são resultantes de conversões numéricas. Devido a isto, o que se espera é que um instrumento possa fornecer uma indicação confiável de apenas um dos parâmetros apresentados.

Além disso, na seleção de um medidor, outros fatores também devem ser considerados a exemplo da faixa de operação, do desempenho, tipo de indicação e sinal de saída, facilidade de utilização, materiais construtivos, etc..

6. Calibração de Higrômetros

Os critérios de desempenho de um instrumento devem ser descritos em termos de uma especificação técnica adequada. Isto determinará os limites dentro dos quais pode se esperar um comportamento condizente do instrumento. Por exemplo, se um medidor possui uma especificação indicando uma incerteza de ±3% da leitura, então o usuário pode de certa forma esperar que, se o instrumento for utilizado corretamente, o valor de umidade que ele indicar estará correto dentro de ±3% da leitura. Entretanto, não podemos confiar neste desempenho a não ser que o mesmo seja verificado através de uma calibração do instrumento. Uma especificação não é a mesma coisa de uma calibração, e também nunca a substitui.

A calibração é um processo de comparação de um instrumento de medição contra um padrão para o mesmo tipo de medição, cuja finalidade é identificar eventuais desvios ou erros sistemáticos nas leituras. O resultado de uma calibração é normalmente resumido em um certificado de calibração, listando quaisquer correções que necessitam ser aplicadas aos valores indicados pelo instrumento, juntamente com a estimativa da incerteza da calibração, e outras informações relevantes.

A rastreabilidade a padrões reconhecidos é a melhor maneira de assegurar a exatidão das medições, e ela proporciona a consistência das medições entre usuários em diferentes épocas e locais. Uma medição rastreável é aquela que pode ser relacionada a padrões de medição apropriados, geralmente nacionais ou internacionais, através de uma cadeia contínua de comparações..

7. Referências

BS 4833: 1986 (1992), Hygrometric tables for use in the testing and operation of environmental enclosures.

Santos, C. e Kawakita, K., 1992, Introdução a medição e controle da umidade através de higrômetros mecânicos, The Institute for Measurement and Control, 1996, A guide to the measurement of humidity.

Equações Psicrométricas2

O diagrama psicrométrico é meio muito conveniente de se determinar as relações entre a água e o ar, no entanto, algumas vezes é necessário se calcular estas propriedades usando equações. Muitas equações são publicadas visando expressar essas relações. Segue-se um conjunto de equações publicadas pela ASAE – American Society of Agricultural Engineers e pela ASHRAE – American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers.

Notação Utilizada hEntalpia da mistura ar-vapor d’água (J/kg) hFGCalor latente de vaporização na saturação (J/kg) hFG1Calor latente de vaporização da água a TWB (J/kg) hFG2Calor latente de vaporização da água a TDP (J/kg) hIGCalor de sublimação do gelo (J/kg) hIG1Calor de sublimação do gelo a TWB (J/kg) hIG2Calor de sublimação do gelo a TDP (J/kg) HRazão de umidade (kgágua/kgar seco) PATMPressão atmosférica (Pa) PVSPressão de saturação do vapor a T (Pa) PSWBPressão de saturação do vapor a TWB (Pa)

2 http://aeserver.ageng.ndsu.nodak.edu/envr/PsycEqns.htm

PVPressão do vapor (Pa) RHUmidade relativa (decimal)

TTemperatura de bulbo seco (K)

TDPTemperatura de orvalho (K) TWBTemperatura de bulbo úmido (K) VSAVolume específico do ar (m³/kgar seco) WRazão de umidade (kgágua/kgar seco)

WSRazão de umidade na saturação (kgágua/kgar seco) t*Temperatura termodinâmica de bulbo úmido (ºC) h*Entalpia na temperatura de bulbo úmido (kJ/kg) RaConstante do gás para o ar Ra = 287,055 (J/kg.K)

As equações seguintes foram publicadas na ASAE Standard Psychrometric Data ASAE D271 (ASAE, St Joseph, MI USA).

A – Linha de Saturação, PVS em função de T

onde: R = 2 105 649,25D = 0,125 58.10-3 A = - 27 405,526E = -0,485 02.10-7 B = 97,541 3F = 4,349 3 C = - 0,146 244G = 0,393 81.10-2

B – Linha de Saturação, T em função de PVS

onde:

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