Análise dos parâmetros técnicos da quantidade de umidade em ar úmido e em vapor saturado a 20°C e à pressão atmosférica

Esclarecimento conceitual: vapor saturado e ar úmido saturado

No domínio da termodinâmica aplicada à engenharia e da climatização e ventilação, ao abordar o “teor de umidade” é necessário, antes de mais nada, especificar o estado do meio em questão. Em geral, quando se fala em “vapor saturado”, se este se referir exclusivamente ao vapor d’água puro, seu estado a uma determinada temperatura é único; já o “teor de umidade do vapor saturado”, frequentemente mencionado na prática da engenharia, costuma designarAr saturado de umidadeO teor de vapor de água no ar (isto é, a umidade específica). A 20 °C e à pressão atmosférica padrão (101.325 kPa) em tais condições, os significados físicos e os métodos de cálculo desses dois são completamente distintos.

Cálculo do teor de umidade do ar saturado a 20 °C e pressão atmosférica

Se a questão se referir ao ar úmido que se encontra em estado de saturação a 20 °C e à pressão atmosférica padrão, o seu teor de umidade (conteúdo de umidade) pode ser calculado com precisão por meio de fórmulas termodinâmicas.

• Pressão de vapor saturado: A 20 °C, a pressão de vapor saturante da água é de aproximadamente 2.339 kPa.
• Pressão atmosférica: O valor padrão à pressão atmosférica é 101.325 kPa.
• Fórmula da umidade específica:d = 0,622 × [Ps / (P – Ps)], em que Ps é a pressão de vapor saturante e P é a pressão total.

Substituindo os dados no cálculo, obtém-se: d = 0,622 × [2,339 / (101,325 − 2,339)] ≈0.0147 kg / kg (Ar seco). Isto significa que, à temperatura de 20 °C e à pressão atmosférica padrão, cada quilograma de ar seco pode conter, no máximo, cerca de 14,7 gramas de vapor d’água.

Estado físico do vapor saturado puro a 20 °C

Se, estritamente do ponto de vista termodinâmico, nos referirmos ao “vapor saturado puro” (isto é, um sistema de vapor d’água puro, livre de ar), a sua pressão de saturação a 20 °C é de apenas 2.339 kPa, muito inferior à pressão atmosférica (101.325 kPa）。

Portanto, sob pressão atmosférica não existe vapor saturado puro a 20 °C. Se o sistema estiver à pressão atmosférica e a temperatura de 20 °C, a água pura só poderá existir na fase líquida ou em quantidades extremamente reduzidas como vapor insaturado. Caso a pressão do sistema seja reduzida… 2.339 kPa Em vapor saturado seco a 20°C, o teor de água líquida é zero (o grau de umidade é 1); já no caso do vapor saturado úmido, o teor de água líquida depende diretamente do valor específico do grau de umidade, não sendo possível fornecer‑se um valor fixo. kg / kg Valor numérico.

Considerações na aplicação de engenharia

Na produção industrial e no controle ambiental, a compreensão precisa dos parâmetros acima é de extrema importância:

• Projeto de desumidificação e secagemAo projetar um sistema de desumidificação em ambiente a 20 °C, é necessário considerar 0.0147 kg / kg Como referência para a capacidade máxima teórica de umidade, avalia-se a carga de desumidificação do equipamento.
• Sistema de ar comprimidoOs dados de capacidade de umidade saturada à pressão atmosférica constituem a base essencial para o cálculo da quantidade de condensado que se forma após o resfriamento do ar comprimido.
• Monitoramento de estado: No monitoramento de temperatura e umidade, é necessário distinguir entre umidade relativa e teor absoluto de umidade, a fim de evitar erros na lógica de controle decorrentes da confusão entre esses conceitos.