Carta psicrométrica online e calculadora

O psychart.kr é uma carta psicrométrica online e gratuita para engenheiros de HVAC e estudantes de engenharia. Clique na carta ou informe quaisquer dois valores para obter bulbo seco, umidade relativa, razão de umidade, entalpia, bulbo úmido, ponto de orvalho, volume específico, massa específica e pressão de vapor. Os cálculos seguem o ASHRAE Handbook Fundamentals 2017.

Como ler a carta psicrométrica

  1. O eixo horizontal é a temperatura de bulbo seco (°C) e o eixo vertical da direita é a razão de umidade (g/kg de ar seco), também chamada de umidade absoluta ou umidade específica. Um ponto é fixado por esses dois valores, e todas as outras propriedades são lidas nas linhas que passam por ele.
  2. As curvas que sobem da esquerda para a direita são as linhas de umidade relativa, e a curva grossa do topo é a saturação (100%). O ponto de orvalho está onde uma linha horizontal a partir do ponto encontra a curva de saturação, à esquerda.
  3. As diagonais que descem do alto à esquerda para baixo à direita são as linhas de entalpia (kJ/kg de ar seco), e as linhas tracejadas quase paralelas são as de bulbo úmido. As linhas pontilhadas inclinadas são as de volume específico (m³/kg de ar seco).
  4. Processos: aquecimento e resfriamento sensíveis se movem na horizontal, umidificação e desumidificação na vertical, e o resfriamento com desumidificação em uma serpentina desce para a esquerda. Um estado de mistura fica na reta entre dois pontos, dividida pela proporção das vazões de ar.
  5. Trace a linha do fator de calor sensível (FCS) pelo estado do ambiente, com a inclinação do transferidor no alto à esquerda. O estado do ar insuflado deve estar sobre essa linha para atender às cargas sensível e latente do ambiente.
  6. Livros mais antigos usam kcal/kg e kg/kg′: 1 kcal/kg = 4,1868 kJ/kg e 1 kg/kg′ = 1.000 g/kg de ar seco.

Mais sobre as seis famílias de linhas, os processos, o FCS e os passos de traçado

Propriedades principais

Temperatura de bulbo seco (TBS, °C)
Temperatura do ar medida por um termômetro comum; o eixo horizontal da carta.
Temperatura de bulbo úmido (TBU, °C)
Temperatura de um termômetro envolto em um pavio molhado. É menor que a de bulbo seco por causa do resfriamento evaporativo e igual a ela no ar saturado.
Ponto de orvalho (TPO, °C)
Temperatura em que o ar começa a condensar quando é resfriado com umidade constante. Superfícies mais frias que ela acumulam condensação.
Umidade relativa (UR, %)
Vapor d'água presente em relação ao máximo que o ar comporta naquela temperatura (pela pressão de vapor).
Razão de umidade (W, g/kg de ar seco)
Massa de vapor d'água por kg de ar seco. Não muda quando a temperatura varia com umidade constante.
Entalpia (h, kJ/kg de ar seco)
Conteúdo de calor de 1 kg de ar seco e do seu vapor d'água. Carga da serpentina = vazão mássica × diferença de entalpia.
Volume específico (v, m³/kg de ar seco)
Volume ocupado por 1 kg de ar seco com o seu vapor. Converte a vazão de ar em m³/h em vazão mássica.
Fator de calor sensível (FCS)
Parcela sensível do calor total. O FCS do ambiente define a inclinação da linha sobre a qual o estado do ar insuflado deve estar.

Como usar

  1. Clique na carta para adicionar um ponto de estado (A, B, C …). Ao passar o cursor, as propriedades aparecem logo ao lado dele.
  2. No painel, escolha os dois valores que definem o ponto (por exemplo, bulbo seco e UR) e digite os números. O resultado é atualizado enquanto você digita e o ponto se move na carta.
  3. Arraste os pontos para movê-los, exclua-os na lista de pontos e desfaça com Ctrl+Z.
  4. Conecte dois pontos (menu do ponto, "Conectar a partir daqui", ou Shift + arrastar) para criar um processo. Informe a vazão de ar para obter kW total, sensível e latente e o condensado. "Misturar" cria o estado da mistura de duas correntes de ar.
  5. Use "Copiar tabela" para colar os resultados no Excel, ou "Exportar" para CSV, imagens ou impressão (PDF).

Equações (ASHRAE 2017, SI)

Perguntas frequentes

O que é uma carta psicrométrica?

Um único gráfico com o estado do ar úmido. O eixo horizontal é a temperatura de bulbo seco e o vertical é a razão de umidade (gramas de vapor d'água por quilograma de ar seco). Linhas de umidade relativa, entalpia, temperatura de bulbo úmido e volume específico são desenhadas por cima, então, conhecendo quaisquer dois valores, você lê todos os outros.

Ela é usada em projetos de HVAC, na seleção de serpentinas de resfriamento e umidificadores, no controle do ambiente de edificações e na verificação de condensação.

Como ler uma carta psicrométrica?

(1) O bulbo seco é lido no eixo inferior, ao longo das linhas verticais, (2) a razão de umidade no eixo da direita, ao longo das linhas horizontais, (3) a umidade relativa segue as curvas vermelho-escuras que sobem para a direita (a curva externa preta e grossa é 100%, a saturação), (4) a entalpia desce para a direita, em verde, a partir da escala fora da curva de saturação, (5) o bulbo úmido é a linha tracejada azul-esverdeada quase paralela à entalpia, e (6) o volume específico é a linha pontilhada cinza-violeta inclinada.

O ponto de orvalho está onde uma linha horizontal a partir do ponto encontra a curva de saturação. Nesta calculadora, ao passar o cursor, todos os valores aparecem em um cartão ao lado dele.

Quais equações esta calculadora usa? Qual a precisão?

Ela usa as equações do ASHRAE Handbook Fundamentals 2017, capítulo 1: pressão de saturação de Hyland-Wexler, com bulbo úmido e ponto de orvalho resolvidos por iteração, sem aproximações.

O motor de cálculo é próprio e é conferido automaticamente com o PsychroLib, uma biblioteca aberta que implementa as mesmas equações da ASHRAE: as temperaturas coincidem em 0,001 °C e a razão de umidade, a entalpia e o volume específico, com erro relativo de 1e-9. Para ar muito seco com bulbo úmido próximo de 0 °C, a troca entre água e gelo nas equações da ASHRAE pode deixar o bulbo úmido levemente ambíguo.

Quais são as propriedades a 25 °C de bulbo seco e UR de 50%?

A 101,325 kPa: razão de umidade de 9,88 g/kg, entalpia de 50,3 kJ/kg, bulbo úmido de 17,9 °C, ponto de orvalho de 13,9 °C, volume específico de 0,858 m³/kg, massa específica de 1,177 kg/m³ e pressão de vapor de 1.585 Pa.

Quais dois valores definem um ponto de estado?

Quaisquer dois valores independentes entre bulbo seco, umidade relativa, bulbo úmido, ponto de orvalho, razão de umidade, entalpia e volume específico (24 combinações). Pares que carregam a mesma informação, como razão de umidade e ponto de orvalho, e estados acima da saturação (UR acima de 100%) são recusados, com o motivo.

Exemplo: bulbo seco de 30 °C e bulbo úmido de 22 °C resultam em UR de 50,0%, ponto de orvalho de 18,4 °C e razão de umidade de 13,30 g/kg.

Como são calculadas a carga da serpentina de resfriamento (kW) e o condensado?

Total = vazão mássica de ar seco × (entalpia de saída − entalpia de entrada); sensível = vazão mássica × (1,006 + 1,86 × razão de umidade de entrada) × diferença de temperatura; latente = total − sensível; condensado = vazão mássica × diferença de razão de umidade.

Exemplo: resfriar ar de 33 °C/60% para 26 °C/50% com 3.600 kg/h de ar seco resulta em 29,25 kW totais, 7,29 kW sensíveis, 21,96 kW latentes, FCS de 0,25 e 31,0 kg/h de condensado. Com 10.000 m³/h (nas condições de entrada), são 90,9 kW e 96,4 kg/h.

Nesta calculadora, conecte dois pontos e informe a vazão de ar.

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