O ponto de orvalho da pressão do ar correspondente a um teor de umidade do gás ≤ 300 ppm

Conceitos básicos sobre a umidade do gás e o ponto de orvalho à pressão

No domínio do tratamento de gases industriais e da purificação do ar comprimido, os principais indicadores‑chave para avaliar o grau de secagem dos gases incluemTeor de umidade do gásEPonto de orvalho sob pressãoA umidade do gás é geralmente utilizada para expressar o teor absoluto ou relativo de vapor d’água no gás, enquanto o ponto de orvalho à pressão corresponde à temperatura na qual o vapor d’água presente no gás começa a condensar‑se em água líquida, sob uma determinada pressão do sistema. Compreender a relação entre esses dois parâmetros é fundamental para o projeto e a operação de sistemas de tratamento de gases.

Significado físico do teor de umidade de 300 ppm

Quando se refere a um teor de umidade do gás ≤ 300 ppm, geralmente trata-se da fração em volume (ppmv). Isso significa que, em cada milhão de unidades de volume do gás, o volume de vapor d’água não ultrapassa 300 unidades. Essa forma de expressão reflete de maneira clara a proporção molar do vapor d’água na mistura gasosa. Em condições padrão, um teor de umidade de 300 ppmv é relativamente baixo, correspondendo, em geral, ao nível típico do ar comprimido após tratamento por secadores preliminares ou por secadores de refrigeração.

Princípio de conversão entre o ponto de orvalho sob pressão e o teor de umidade

Para converter a umidade em ppm para uma temperatura de ponto de orvalho específica, é necessário recorrer aConversão de parâmetrosPara determinar a pressão parcial do vapor de água, segundo a lei das pressões parciais de Dalton, a pressão parcial do vapor de água é igual à pressão absoluta total do gás multiplicada pela fração em volume do vapor de água (valor em ppm dividido por um milhão).

• Calcular a pressão parcial do vapor de águaMultiplicando a pressão absoluta do sistema por 300/1.000.000, obtém-se a pressão parcial do vapor de água na umidade atual.
• Consultar uma tabela ou calcular o ponto de orvalho: Após obter a pressão parcial do vapor d’água, consultando‑se uma tabela da pressão de saturação do vapor d’água ou utilizando‑se uma fórmula empírica, pode‑se determinar a temperatura de saturação correspondente, que é, por definição, a temperatura de orvalho sob aquela pressão.

Lei de variação do ponto de orvalho sob diferentes pressões do sistema

É necessário prestar especial atenção ao fato de que,Ponto de orvalho sob pressãoEstá diretamente relacionado à pressão de operação do sistema. Com a umidade do gás (em ppm) mantida constante, quanto maior for a pressão absoluta do sistema, maior será a pressão parcial do vapor d’água, e, consequentemente, mais elevada será a temperatura de ponto de orvalho correspondente.

• Estado de pressão atmosférica: Sob pressão atmosférica padrão (aproximadamente 0,1 MPa de pressão absoluta), uma umidade de 300 ppm corresponde a uma pressão parcial do vapor d’água de cerca de 30 Pa, e o respectivo ponto de orvalho à pressão atmosférica situa-se em torno de –32 °C.
• Estado de pressão: Se a pressão absoluta do sistema subir para 0. 7MPa (Aproximadamente 7 bar), a pressão parcial do vapor de água aumentará correspondentemente, e o ponto de orvalho da pressão passará a situar-se em um valor significativamente mais elevado, na faixa de cerca de -10 °C a -15 °C.

Por conseguinte, ao avaliar a eficácia da secagem de gases, é imprescindível esclarecer se o valor do ponto de orvalho se refere ao ponto de orvalho à pressão atmosférica ou ao ponto de orvalho sob pressão, a fim de evitar erros de interpretação decorrentes de diferenças nas condições de pressão.

Considerações sobre medições reais e conversões de parâmetros

Em projetos práticos de tratamento de gases, ao realizar a conversão e a medição de parâmetros, é necessário prestar atenção aos seguintes pontos:

• Definir a referência de pressãoAo consultar os parâmetros do equipamento ou efetuar conversões, é imprescindível verificar se os dados se referem à pressão manométrica ou à pressão absoluta; nas conversões, deve-se sempre utilizar a pressão absoluta.
• Influência da temperatura na mediçãoA precisão de medição do medidor de ponto de orvalho é afetada pela temperatura do gás, pela velocidade do fluxo e pela presença de impurezas. O circuito de amostragem deve ser o mais curto possível, evitando-se o uso de tubos facilmente higroscópicos, a fim de prevenir que a umidade ambiente interfira nos resultados da medição.
• Conversão entre condições de operação e condições padrão: O ppm, enquanto razão volumétrica, é pouco afetado pela temperatura e pela pressão; no entanto, ao efetuar cálculos de vazão mássica ou de umidade absoluta, é necessário introduzir rigorosamente fatores de correção para temperatura e pressão.