Análise do Desempenho Térmico de Fibras Vegetais em ...
79
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA Análise do Desempenho Térmico de Fibras Vegetais em Sistemas de Resfriamento Evaporativo DISSERTAÇÃO SUBMETIDA À UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO PARA OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE EM ENGENHARIA MECÂNICA AUTOR: SORAYA DELMA OLIVEIRA ARAÚJO ORIENTADOR: ANA ROSA MENDES PRIMO CO-ORIENTADOR: JORGE RECARTE HENRÍQUEZ GUERRERO
Transcript of Análise do Desempenho Térmico de Fibras Vegetais em ...
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA
Análise do Desempenho Térmico de Fibras
Vegetais em Sistemas de Resfriamento Evaporativo
DISSERTAÇÃO SUBMETIDA À UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
PARA OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE EM ENGENHARIA MECÂNICA
AUTOR: SORAYA DELMA OLIVEIRA ARAÚJO
ORIENTADOR: ANA ROSA MENDES PRIMO
CO-ORIENTADOR: JORGE RECARTE HENRÍQUEZ GUERRERO
v
RECIFE, MARÇO DE 2006
1
Análise do Desempenho Térmico de Fibras Vegetais em Sistemas de Resfriamento
Evaporativo
SORAYA DELMA OLIVEIRA ARAÚJO
Dissertação apresentada ao Departamento de Engenharia Mecânica – UFPE, como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Engenharia Mecânica.
RECIFE, MARÇO DE 2006
2
"A palavra progresso não terá qualquer sentido enquanto houver crianças infelizes." Albert Einsten
3
DEDICATÓRIA Aos meus pais, Dernival Oliveira e Maria Sônia de Souza, pela educação, apoio e exemplos de força e perseverança imprescindíveis na conquista das minhas realizações. Ao meu esposo, Roberto Gomes da Silva Araújo, que acompanhou toda esta jornada com paciência e confiança, cuidando sozinho dos nossos filhos com muita dedicação durante a minha ausência, tendo sempre a certeza de que os objetivos seriam alcançados. Aos meus filhos, Lucas, que sempre entendeu os meus momentos de ausência, e a Túlio, nascido durante o mestrado, fonte de ternura e alegria.
4
AGRADECIMENTOS A todos aqueles que de alguma forma contribuíram para a realização deste trabalho. A professora e orientadora Ana Rosa Mendes Primo, que sempre acreditou na minha responsabilidade. Aos professores Jorge Recarte Henríquez Guerrero, José Carlos Charamba, Fábio Santana Magnani e Ricardo Lessa Azevedo pelos valiosos ensinamentos imprescindíveis para a realização deste mestrado. Aos professores, funcionários, alunos e amigos do Departamento de Engenharia Mecânica e do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica desta Universidade. Aos meus alunos Bruno Bezerra e João Crisóstomo, pelos auxílios computacionais. A FIBRACOCO pelo fornecimento das fibras de coco e sisal para os testes experimentais. A CAPES pelo suporte financeiro durante o período de realização deste trabalho.
5
RESUMO
O resfriamento evaporativo opera usando processos de transferência de calor e massa, onde ar e água são fluidos de trabalho. A passagem de um fluxo de ar pelo painel evaporativo produz queda na temperatura da corrente de ar. O objetivo deste trabalho é avaliar experimentalmente o desempenho de fibras vegetais locais como enchimento de sistemas evaporativos. A bucha vegetal (Luffa Cylindrica), o sisal (Agave Sisalana Perrine, Amarilidaceae) e a fibra de coco (Cocos nucifera Linnaeus), foram escolhidas por apresentarem extensa área superficial, além de serem abundantes e de baixo custo. Como referência, foi testado um painel evaporativo comercial, à base de papel kraft e resina, importado e de alto custo. Um túnel foi projetado e construído para os testes. Os painéis evaporativos foram colocados em um módulo removível. O túnel é formado por dutos retangulares, composto de cinco módulos de 30cmx30cmx50cm, em chapa galvanizada, rebitada e isolada externamente com isopor. Um ventilador aspira ar externo através de um painel evaporativo, sobre o qual a água circula continuamente por uma bomba de 650 l/h. Um evaporador de um sistema compressivo foi adicionado na entrada do ar para baixar a umidade absoluta. Resistências elétricas de 1200 W e de 1000 W foram utilizadas para simular variações de temperatura e umidade relativa antes do painel evaporativo. Doze termopares tipo T foram usados no túnel. Temperaturas e umidades do ar foram registradas por um sistema de aquisição de dados. As velocidades do ar seco e úmido foram medidas através de um anemômetro de fio quente. Os resultados estão coerentes com dados experimentais de outros autores, mostrando que o sisal é tão eficiente quanto a luffa. Os testes com a fibra de coco são inéditos e indicam ser esse material bastante promissor como enchimento de sistemas evaporativos, com eficiência comparável ao sisal. Palavras chaves Engenharia mecânica; Sistemas Térmicos; Fibras Vegetais; Análise de desempenho; Resfriamento evaporativo; Sistemas de resfriamentos evaporativos.
6
ABSTRACT
Evaporative cooling operates using processes of heat and mass transference between air and water. The air flow through an evaporative panel produces reduction in the temperature of the airflow. The objective of this work is to evaluate experimentally the performance of local fibres as pads for evaporative systems. Some fibers were chosen: vegetal bushing (Luffa Cylindrica), sisal (Agave Sisalana Perrine, Amarilidaceae) and fiber of coconut (Cocos Nucifera Linnaeus). Those fibers were chosen for presenting extensive superficial area, abundance and low cost. As reference, a commercial evaporative panel was tested, with structure of paper Kraft and resin (imported, with a high cost). In order to test several evaporatives pads, an existing tunnel section was improved for the tests. This tunnel was formed by rectangular ducts, made up of five modules of 30cmx30cmx50cm, in galvanized plate, rivetted and externally isolated. The evaporative panels were placed in a removable module. A fan forces external air through the evaporative test panel, on which water circulates continuously, pumped in a flow of 650 l/h. A compressive refrigeration system was added at the air intake of the tunnel, to reduce the absolute humidity. Two resistances, one of 1200 W and another one of 1000 W were used to simulate temperature and relative humidity variations before the evaporative panel. Twelve thermocouples type T were used in the tunnel. Temperature and humidity were registered by a data system. The air velocity (dry and humid air) was measured by a hot wire anemometer. The results are coherent with experimental data of other authors, showing that sisal is than efficient as luffa. Another tests with coconut fiber are unknown. However, the results of the present work indicate that it is a promising material to be used as pad of evaporative systems, with efficiency comparable to sisal.
Words keys Engineering mechanics; Thermal systems; Vegetal Staple fibres; Analysis of performance; Evaporative cooling; Systems of evaporative cooling.
7
FIGURAS
Figura 1.1 – Troca de calor sensível e latente em uma interface gás-líquido 03
Figura 1.2 – Resfriador evaporativo direto (RED) 04
Figura 1.3 – Resfriador evaporativo indireto: (a) tipo placa, (b) tipo tubo 04
Figura 1.4 – Resfriador evaporativo tipo spray com circulação constante de água 05
Figura 1.5 – Resfriamento evaporativo direto 06
Figura 1.6 – Resfriamento evaporativo indireto 06
Figura 1.7 – Resfriamento evaporativo em dois estágios: indireto/direto 07
Figura 1.8 – Resfriamento evaporativo em três estágios 07
Figura 1.9 – Equipamentos do sistema de resfriamento evaporativo em três estágios
Figura 1.10a – Fibra de Sisal
Figura 1.10b – Bucha Vegetal
Figura 1.10c – Fibra de Coco
Figura 1.10d – Papel Kraft
08
09
09
09
09
Figura 2.1 – Enchimento comercial CELdek®5090-15
Figura 2.2 – Painel Fabricado com luffa egipicia
Figura 2.3 – Sistema compacto de túnel de vento usado para avaliar o desempenho de painel
evaporativo
11
12
13
Figura 3.1 – Diagrama Psicrométrico 22
Figura 4.1 – Modelo do Túnel de Teste 23
Figura 4.2 – Esquema da transferência de calor e massa da mistura de ar em um painel evaporativo
(PAD), com um sistema de recirculação de água. 24
Figura 4.3 – Enchimento comercial dentro do módulo de testes 25
Figura 4.4 – Anemômetro de fio quente 26
Figura 4.5 – Termopares tipo T 26
8
Figura 4.6 – Bomba centrífuga (Better 650) 27
Figura 4.7 – Evaporador com Serpentinas 27
Figura 4.8 – Resistências no túnel 28
Figura 5.1 – Eficiência térmica em função da velocidade do ar 31
Figura 5.2 – Eficiência térmica em função da temperatura de bulbo seco 31
Figura 5.3 – Redução da temperatura em função da umidade relativa 32
Figura 5.4 – Curvas de temperatura do enchimento comercial 33
Figura 5.5 – Curvas de temperatura da fibra de coco 33
Figura 5.6 – Curvas de temperatura do sisal 33
Figura 5.7 – Curvas de temperatura da bucha vegetal 34
Figura 5.8 – Eficiência das fibras 34
Figura 6.1 – Esquema do volume de controle do enchimento 36
Figura 7.1 – Fluxograma da simulação numérica 39
Figura 7.2 – Eficiência do enchimento em função da velocidade do ar pós-enchimento 40
Figura 7.3 – Temperatura em função da posição do enchimento 40
Figura 7.4 – Umidade relativa em função da posição no enchimento 41
Figura 7.5 – Influência da velocidade do ar na efetividade
41
9
NOMENCLATURA
A Área de seção transversal m2
As Área da superfície molhada do enchimento m2
Cpa calor específico a pressão constante do ar seco J/kg K
Cpv calor específico do vapor d’água saturado J/kg K
Cpma calor específico da mistura ar e vapor d’água J/kg K
hfg calor latente de vaporização J/kg
ma massa de ar seco kg
mv massa de vapor d’água kg
p pressão Pa
pv pressão de vapor Pa
pa pressão parcial do ar seco Pa
PvssT pressão de saturação de vapor Pa
Pswb pressão de saturação de vapor Pa
wP pressão parcial do vapor d´água Pa
T temperatura ºC
TBS temperatura de bulbo seco ºC
TBU, Twb temperatura de bulbo úmido ºC
W umidade absoluta kg v água/kgar seco
γ umidade relativa
V volume m3/h
v velocidade m/s
ν volume específico m3/kg
B valor termodinâmico da constante psicrométrica
Wbd depressão de bulbo úmido ºC
h entalpia J/kg
10
ima entalpia da mistura J/kg
q taxa de transferência de calor W
hc coeficiente convectivo de transferência de calor W/m2 ºC
Nu Número de Nusselt (adimensional)
Re Número de Reynolds (adimensional)
Pr Número de Prandtl (adimensional)
Prs Número de Prandtl, na superfície (adimensional)
ε efetividade
R a constante de gás para o ar (adimensional)
B Constante psicrométrica (adimensional)
Δ inclinação na linha de pressão de saturação (adimensional)
Subscrito
a ar seco
wb bulbo úmido
dp ponto de orvalho
w condição de vapor de água
s condição de saturação
11
SUMÁRIO
RESUMO viABSTRACT viiFIGURAS viiiNOMENCLATURA xSUMÁRIO xii
CAPÍTULO 1.0 – INTRODUÇÃO
01
1.1 – O Resfriamento Evaporativo 021.2 – Tipos de Resfriadores Evaporativos
1.2.1 – Efetividade 1.2.2 - Sistemas e Processos Psicrométricos
030506
1.3 – Tipos de Material de Enchimento–Viabilidade do Uso de Fibras Vegetais 081.4– Vantagens e Desvantagens do Resfriamento Evaporativo 091.5– Estrutura do Trabalho 10 CAPÍTULO 2.0 – REVISÃO DA LITERATURA 11 CAPÍTULO 3.0 – PSICROMETRIA
16
3.1 – Comentários Gerais 163.2 – Equações para Determinação das Propriedades Psicrométricas
3.2.1 – Pressão de Vapor Saturado 3.2.2 – Umidade Absoluta 3.2.3 – Volume Específico 3.2.4 – Umidade Relativa 3.2.5 – Temperatura de Ponto de Orvalho 3.2.6 – Temperatura de Bulbo Úmido 3.2.7 – Depressão de Bulbo Úmido 3.2.8 – Entalpia 3.2.9 – Calor Específico
16171718191919202020
3.3 – Carta psicrométrica 21 CAPÍTULO 4.0 – TÚNEL DE TESTE DO DESEMPENHO DE FIBRAS LOCAIS
23
4.1 – Descrição do Túnel 234.2 – Procedimentos e Instrumentação do Túnel 25 CAPÍTULO 5.0 – ANÁLISE EXPERIMENTAL
29
5.1 – Descrição dos Experimentos no Túnel 295.1.1 – Aferição dos termopares 5.1.2 – Metodologia Experimental
2930
12
5.2 – Resultado dos Experimentos 30 7.1 – Resultados da simulação numérica 39 CAPÍTULO 8.0 – CONCLUSÕES E SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
42
8.1 – Conclusões 428.2 – Sugestões para trabalhos futuros 43 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 44 ANEXO A – ANÁLISE DE ERROS
47
APÊNDICE A - CURVAS DE AFERIÇÃO DOS TERMOPARES APÊNDICE B – Registros da Estação Meteorológica do Aeroporto de Paulo Afonso – BA APÊNDICE C – Cidades brasileiras favoráveis ao sistema de resfriamento evaporativo
57
62
63
CAPÍTULO 6.0 – SIMULAÇÃO NUMÉRICA DE UMA SEÇÃO DE ENCHIMENTO
35
6.1 – Modelo matemático 356.2 – Balanço de energia do ar úmido
6.2.1 – Conservação da massa CAPÍTULO 7.0 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
3536
39
13
CAPÍTULO 1.0
INTRODUÇÃO
Nos últimos anos houve um crescimento da demanda energética, ao mesmo tempo em
que foi desenvolvida, entre vários setores da sociedade, uma crescente preocupação ambiental
a respeito dos danos causados pelos fluidos frigorígenos utilizados pelos sistemas de ar
condicionado à compressão. No Brasil, dentro do setor residencial, o maior filão de energia
elétrica são aparelhos de refrigeração e ar condicionado, que representam 33% do consumo
desse setor (Laar/UNB). Desta forma, a procura de sistemas de resfriamento que venham a
reduzir o consumo elétrico destinado a refrigeração reveste-se de grande importância para a
sociedade brasileira.
O resfriamento evaporativo opera usando processos de transferência de calor e massa,
onde o ar e água são fluídos de trabalho. Consiste, especificamente, na evaporação da água
induzida pela passagem de um fluxo de ar causando uma queda de temperatura.
O resfriamento evaporativo é econômico, eficiente e livre de poluição. O ambiente
climatizado torna-se confortável, principalmente em regiões de clima seco, assim sendo, o
resfriamento evaporativo pode ser uma alternativa econômica em muitos casos, podendo
substituir o sistema convencional sob inúmeras condições ou ser utilizado como pré-resfriador
no sistema convencional (Ver Apêndice C). Isso leva a uma minimização dos custos de
operação dos sistemas que utilizam apenas a refrigeração mecânica.
Na verdade, o homem já utiliza o resfriamento evaporativo há muito tempo. Gravuras
do antigo Egito (2500 A.C.) mostram escravos abanando jarros (de paredes porosas) com
água, para resfriar seu conteúdo. Isto é feito ainda hoje em dia nos filtros e bilhas de barro
cozido. Uma fração da água armazenada evapora através da parede do vaso, resfriando o
líquido remanescente. Na Roma antiga e na Idade Média, reservatórios de água com paredes
umidificadas foram utilizados. A genialidade de Leonardo da Vinci o levou a idealizar um
resfriador evaporativo em forma de roda d’água.
14
Os sistemas de resfriamento evaporativo, apesar de utilizarem tecnologia
relativamente simples, são ainda muito pouco utilizados em regiões de clima tropical, como o
Brasil. A água em processo de evaporação consome o calor que está contido no ar. Ao
absorver este calor cedido pelo ar, o resultado é uma nova corrente de ar mais fria e úmida.
Esse processo a redução de temperatura depende da umidade relativa do ar.
O presente trabalho procura alternativas para a substituição do enchimento
convencional de sistemas evaporativos, caro e importado, por um enchimento de fibras
vegetais locais, visando diminuir os custos destes sistemas. Com esta finalidade foram
testadas a bucha vegetal (Luffa Cylindrica), o sisal (Agave Sisalana Perrine, Amarilidaceae) e
a fibra de coco (Cocos Nucifera, Linnaeus), escolhidas por apresentarem extensa área
superficial, além de serem abundantes no país e de baixo custo.
1.1 O Resfriamento Evaporativo
Uma importante aplicação da transferência de calor e massa é o processo de
resfriamento evaporativo, que ocorre quando um gás escoa sobre um líquido (Fig. 1.1). A
evaporação ocorre a partir da superfície do líquido. A energia associada com a mudança de
fase é o calor latente de vaporização do líquido. A evaporação ocorre quando as moléculas do
líquido próximas à superfície sofrem colisões que aumentam sua energia acima da necessária
para superar a energia de ligação na superfície. A energia necessária para manter a evaporação
vem da energia interna do líquido, que sofre então uma redução na temperatura (efeito do
resfriamento).
O ar atmosférico é uma mistura de ar seco e vapor de água. Para uma dada condição
de temperatura e pressão esta mistura tem capacidade de conter uma quantidade máxima de
vapor d’água (ar saturado = 100% de umidade relativa ou 100% UR). Na prática esta
condição de ar saturado só é observada durante e logo após uma chuva. Normalmente o ar
encontra-se insaturado (UR<100%) e, portanto, apto a absorver mais umidade.
Quanto mais seco o ar (menor UR), maior a quantidade de vapor de água que pode ser
absorvida (Costa, 2003) . Para que haja esta absorção é necessário que a água utilizada passe
da fase líquida para a fase vapor. Esta mudança de fase demanda uma quantidade de energia
que é retirada do meio, no caso o ar, resfriando-o. Existe um princípio básico nas reações
físico-químicas segundo o qual, quanto maior a superfície de contato entre os reagentes, maior
a velocidade da reação. Assim sendo, deve-se procurar aumentar a área de contato entre a
15
água e o ar. Como o ar já se encontra diluído e ocupando todos os espaços disponíveis, resta a
água para ser dispersada.
Figura 1.1 – Troca de calor sensível e latente em uma interface gás-líquido (Incropera e De
Witt, 2002).
Os sistemas comerciais existentes para o uso do resfriamento evaporativo requerem
energia apenas para uma bomba de água e um ventilador. Alguns projetos fazem uso de um
compressor de ar na linha de suprimento de água que através de bicos aspersores pulveriza
água no ambiente a ser climatizado. A taxa de calor é aumentada ao forçar o movimento do ar
sobre uma superfície molhada para evaporação, ao utilizar ventiladores. Praticamente,
materiais porosos podem fornecer largas áreas de superfícies molhadas. O material poroso
pode ser molhado por um sistema de gotejamento ou spray de água, montado sobre o mesmo.
No mercado, os equipamentos utilizados para resfriamento evaporativo, usam um
material poroso a base de papel Kraft e resina, leve, compacto, porém de alto custo, na ordem
de U$ 200,00 o metro quadrado por 20 cm de espessura.
A motivação deste trabalho é procurar alternativas de materiais locais para operar
como painel evaporativo, em substituição ao material usado comercialmente.
1.2 Tipos de resfriadores evaporativos
Os equipamentos de resfriamento evaporativo podem ser de refrigeração evaporativa
direta (RED) ou de refrigeração evaporativa indireta (REI). Equipamentos de refrigeração
direta resfriam um gás por contato direto ou com uma superfície líquida ou com uma
16
superfície sólida molhada ou, ainda, através de sprays. A Figura 1.2 mostra,
esquematicamente, um resfriador evaporativo direto. Neste equipamento, água é vaporizada
dentro da corrente de ar, e calor e massa transferidos entre o ar e a água reduzem a
temperatura de bulbo seco (TBS) do ar e aumentam sua umidade, mantendo constante a
entalpia (resfriamento adiabático). No RED não há resfriamento real (redução na entalpia) e a
mínima temperatura que se pode atingir é a de bulbo úmido do ar que entra no sistema.
É possível obter menores temperaturas de bulbo seco e bulbo úmido na saída mas,
para isso, a água recirculada que supre o equipamento deve ser resfriada anteriormente. O
arranjo reduz os custos de operação entre 25% a 40% quando comparado aos custos de
refrigeração mecânica somente (ASHRAE, 1993).
Figura 1.2 – Resfriador evaporativo direto (CAMARGO, 2003)
Um avanço na tecnologia do resfriamento evaporativo deve-se à introdução dos
equipamentos de resfriamento evaporativo indireto (REI), nos quais o ar, relativamente seco,
é mantido separado do ar do lado molhado, onde o líquido está sendo evaporado.
A Figura 1.3 mostra dois tipos de sistemas de resfriamento evaporativo indireto: tipo
placa (Figura 1.3a) e tipo tubo (Figura 1.3b).
No resfriador evaporativo indireto (REI), o ar que será utilizado para condicionar o
ambiente (ar primário) transfere calor para uma corrente de ar secundária ou para um líquido,
os quais foram resfriados evaporativamente. A entalpia do ar do lado seco é, assim, reduzida,
em contraste à redução adiabática de temperatura de um refrigerador evaporativo direto.
Água
Água
Aspersor de água
Ar quente Ar frio
Ventilador
Célula Evaporativa
Reservatório
17
Figura 1.3 – Resfriador evaporativo indireto: (a) tipo placa, (b) tipo tubo (CAMARGO, 2003).
1.2.1.Efetividade
A efetividade ou eficiência de saturação (ε ) de um resfriador evaporativo direto é
definida como a taxa entre a queda real da temperatura de bulbo seco e a máxima queda
teórica que a TBS poderia ter se o resfriador fosse 100% eficiente e o ar saísse saturado. Neste
caso, a TBS na saída seria igual a TBU do ar na entrada (TRANE, 1978). A efetividade é
definida como:
(1.1)
onde os índices e e s correspondem à entrada e saída, respectivamente.
A Figura 1.4 ilustra o que ocorre com as temperaturas de bulbo seco (TBS), de bulbo
úmido (TBU) e de ponto de orvalho (TPO) quando o ar passa através de um resfriador
evaporativo direto.
Figura 1.4 – Resfriador evaporativo tipo spray com circulação constante de água
(CARMARGO et al. 2004).
A efetividade de um resfriador indireto (εd ) é função das temperaturas do ar primário
na entrada e saída e da temperatura da água(que é, teoricamente, a temperatura de saturação
do ar secundário). A efetividade é apresentada por Camargo e Ebinuma (2002) como sendo:
Ar secundário
ee
se
TBUTBSTBSTBS
−−
=ε
Ar primário
Ar secundário
Ar primário
(a) (b)
18
(1.2)
onde εi é a efetividade da unidade indireta (ASHRAE, 1993) e os índices pe, ps e w
correspondem, respectivamente, à entrada do ar primário, à saída do ar primário e à
temperatura da água.
1.2.2 Sistemas e processos psicrométricos
A Figura 1.5 mostra, na carta psicrométrica, o processo que ocorre quando o ar passa
por um resfriador evaporativo direto ideal. A maioria dos novos resfriadores evaporativos
comerciais atingem cerca de 80% de saturação. Teoricamente o processo ocorre à entalpia
constante mas, num processo real, a entalpia sofre variação.
Figura 1.5 – Resfriamento evaporativo direto (CAMARGO, 2003)
A Figura 1.6 apresenta o processo para um resfriador evaporativo indireto. Sistemas de
resfriamento evaporativo indireto poupam entre 60% e 75% do custo total de operação
quando comparado ao da refrigeração mecânica para produzir o mesmo efeito de resfriamento
(ASHRAE, 1984).
De acordo com a definição de efetividade apresentada na Equação 1.2, a temperatura
de bulbo seco do ar primário na saída do estágio evaporativo indireto é dada por:
(1.3)
wpe
pspei TTBS
TBSTBS−
−=ε
Temperatura de bulbo seco (º C)
Resfriador Evaporativo Direto
)TTBS(TBSTBS wpeipeps −ε−=
Resfriador Evaporativo
Direto
Água
19
Figura 1.6 – Resfriamento evaporativo indireto (CAMARGO, 2003).
Sistemas combinados podem envolver ambos os princípios de resfriamento: direto e
indireto. A Figura 1.7 mostra um RED acoplado a um REI e o respectivo processo
psicrométrico. Assim:
(1.4)
onde εd é a efetividade da unidade direta e os índices sd e si correspondem, respectivamente, à
saída do estágio direto e à saída do estágio indireto.
Figura 1.7 – Resfriamento evaporativo em dois estágios: indireto/direto (CAMARGO, 2003).
Quando somente o resfriamento evaporativo não é suficiente para atingir a condição
final desejada pode-se utilizar um estágio auxiliar com refrigeração mecânica por expansão
direta ou água gelada (resfriamento de apoio) e, assim, tem-se um sistema com três estágios:
indireto/refrigeração mecânica/direto. A Figura 1.8 ilustra esse sistema. Neste caso o processo
1-2 corresponde ao REI, o processo 2-3 corresponde à refrigeração mecânica (sistema por
compressão de vapor) e o processo 3-4 a um RED.
)( sdsidsisd TBUTBSTBSTBS −−= ε
Temperatura de bulbo seco (º C)Ar secundário
Ar primário
Temperatura de bulbo seco (º C)
Ar secundário
Ar primário
Resfriador Evaporativo indireto
Resfriador
Evaporativo indireto Água
20
Figura 1.8 – Resfriamento evaporativo em três estágios (CAMARGO, 2003).
A Figura 1.9 mostra, esquematicamente, os equipamentos componentes de um
resfriador evaporativo de 3 estágios (indireto/apoio/direto) onde a serpentina do resfriamento
de apoio (auxiliar) está colocada antes da unidade direta.
Figura 1.9 – Equipamentos do sistema de resfriamento evaporativo em três estágios
(CAMARGO, 2003).
1.3 Tipos de Material de Enchimento: Viabilidade do Uso de Fibras Vegetais
Os materiais comumente empregados nos enchimentos dos resfriadores evaporativos
são a fibra de vidro, celulose impregnada com resina, polipropileno e fibra de madeira. O
enchimento, além de promover a evaporação da água pelo ar, também atua como um filtro.
Nesta dissertação, o enfoque é dado na avaliação de fibras locais a serem usadas como
painéis evaporativos, como mostra as Fig. 1.10a, 1.10b e 1.10c. As fibras escolhidas foram: a
bucha vegetal (Luffa Cylindrica), o sisal (Agave Sisalana Perrine, Amarilidaceae) e a fibra de
coco (Cocos nucifera, Linnaeus), devido às suas extensa área superficial, abundância e baixo
custo. Como referência, foi testado um painel evaporativo comercial, a base de papel Kraft e
Temperatura de bulbo seco (º C)
Ar secundário
Ar primário
REI RED
Água
1. Ventilador (corrente de ar primário) 2. Resfriador evaporativo indireto 3. Serpentina de resfriamento auxiliar 4. Resfriador evaporativo direto 5. Corrente de ar secundário Ar secundário
Ar externo Ar de insulflamento
Ar de exaustão
21
resina (fig. 1.10d), considerado caro e importado, ao custo de U$ 200,00 o metro quadrado,
com 20 cm de espessura.
Figura 1.10a - Fibra de sisal Figura 1.10b – Bucha vegetal Figura 1.10c – Fibra de coco Figura 1.10d – Papel Kraft 1.4 Vantagens e Desvantagens do Resfriamento Evaporativo
Dentre as vantagens do sistema de resfriamento evaporativo pode-se citar:
22
• Consumo de energia e custos operacionais cerca de 10% dos custos de um sistema
convencional de refrigeração por compressão mecânica;
• 100% de renovação do ar ambiente;
• O ar sendo umidificado na entrada do resfriador, proporciona uma alta qualidade
ao ambiente resfriado;
• Não produz o ressecamento gerado pelos sistemas de ar condicionado
convencional;
• Baixo custo de manutenção do sistema;
• Não agride a natureza.
Dentre as desvantagens, sabe-se que o alcance de redução de temperatura é limitado e
que não se consegue um bom desempenho quando a umidade do ar é alta.
1.5 Estrutura do trabalho
No primeiro capítulo é feita uma introdução sobre o resfriamento evaporativo, tipos de
resfriadores, vantagens e desvantagens do resfriamento evaporativo.
O segundo capítulo faz-se a revisão da literatura com os estudos sobre o resfriamento
evaporativo.
No terceiro capítulo mostra-se os princípios da psicrometria, além de apresentar a carta
psicrométrica.
No quarto descreve-se o túnel de teste das fibras, seus equipamentos e a
instrumentação envolvida.
O quinto capítulo é dedicado à descrição no experimento no túnel. São também
apresentados os resultados obtidos com as fibras de sisal, coco e luffa, tendo como referência
o pad comercial.
No sexto capítulo mostra-se as equações governantes utilizadas na simulação de uma
seção de enchimento.
No sétimo capítulo os resultados do experimento são apresentados e no capítulo oito
mostra-se a conclusão e sugestão para trabalhos futuros.
23
CAPÍTULO 2.0
REVISÃO DA LITERATURA O enchimento dos painéis evaporativos comerciais foi desenvolvido pela Munters
(Munters, 2005), que é líder mundial em equipamentos para resfriamento evaporativo. É um
tipo de enchimento à base de papel kraft impregnado com resina, leve, com durabilidade de
dois anos e de extensa área superficial, como mostra a Fig. 2.1.
Figura 2.1 Enchimento comercial CELdek® 5090-15 (Munters, 2005).
Devido ao uso difundido do material usado como enchimento para painel evaporativo
correntemente no mercado, poucas informações estão disponíveis como alternativas para
enchimento, que tenham poros suficientes para conduzir um fluxo de ar livre e provocar o
efeito evaporativo.
Liao et al. (1998) sugeriram que enchimentos alternativos como esponjas de PVC,
fibras de juta, nylon, lenha de carvão, podem proporcionar uma área molhada de superfície
máxima para a passagem do fluxo de ar, com a ajuda de uma ventilação natural ou forçada e
chegar a uma eficiência de resfriamento por volta de 85%.
Camargo et al. (2000) apresentaram os princípios básicos do processo de resfriamento
evaporativo para conforto térmico humano, os princípios de operação para sistema de
resfriamento evaporativo direto durante o verão numa cidade brasileira e o desenvolvimento
matemático das equações de troca de calor, acompanhando a determinação da eficiência da
saturação. Eles também apresentaram os resultados de testes experimentais de um resfriador
evaporativo instalado no Laboratório de Ar Condicionado da Universidade de Taubaté, São
Paulo, Brasil, que foram usados para determinar o coeficiente convectivo de transferência de
calor e comparar com o modelo matemático.
24
Abbas (2001) estudou extensivamente e testou o potencial da luffa como
enchimento para painel evaporativo. O material foi patenteado no Egito com o número
WO0179519, com o modelo proposto na Figura 2.2.
Figura 2.2 – Painel fabricado com luffa egipicia (Abbas, 2001).
Liao e Chiu (2002) desenvolveram um túnel compacto para simular o comportamento
de enchimentos de esponja de PVC, com poros de 2,5 mm e 7,5 mm como painéis
evaporativos. Foram examinados os efeitos da velocidade, vazão de água, queda de pressão
estática na passagem pelo enchimento e espessura do enchimento em função da eficiência. A
proposta do trabalho foi obter informações da influência da velocidade dos fluxos do ar e da
água sob a transferência de calor e massa para os processos evaporativos em relação a várias
espessuras de enchimentos e quantificar os efeitos dos enchimentos relacionados com a
eficiência na saturação, velocidade do ar na face e queda da pressão estática do ar ao
atravessar o enchimento. A eficiência do resfriamento para os enchimentos com poros de 7,5 mm apresentou as faixas de 63,88 a 64,77%, 80,50 a 81,68% e 81,75 a 86,32%,
respectivamente, para 50, 100 e 150 mm de espessura, operando nas velocidades de ar de 1,0
a 1,5 m/s. A eficiência do resfriamento para os enchimentos com poros de 2,5 mm apresentou
as faixas de 47,22 a 57,23%, 62,93 a 72,25% e 76,88 a 85,82%, respectivamente, para 50, 100
e 150 mm de espessura, operando abaixo da velocidade normal do ar. Um modelo matemático
para o sistema foi formulado baseado nas expressões dos balanços de calor e massa,
atravessando os enchimentos.
1) Tubulação de água 2) Saída de água 3) Filtro de resfriamento 4) Fluxo de água de cima para baixo 5) Espaço livre para escoamento da água
12
4
5 3
25
Al-Sulaiman (2002) avaliou o desempenho de três fibras naturais da região da Arábia
Saudita a serem usadas como enchimento em sistemas de resfriamento evaporativo. As fibras
escolhidas foram: palma, juta e luffa. Ele tomou como referência um enchimento comercial à
base de aparas de madeira. O critério de desempenho inclui eficiência do resfriamento e
degradação do material, tais como deposição de sal e biodegradação. Os resultados mostraram
que a eficiência média de resfriamento das fibras de juta foi de 62,1%, comparada a 55,1%
para a da luffa, 49,9% para o enchimento comercial e de 38,9% para a palma.
Figura 2.3 – Sistema compacto de túnel de vento usado para avaliar o desempenho de painel evaporativo (AL-SULAIMAN, 2002).
Manzan e Saro (2002) investigaram numericamente o comportamento de um sistema
de ventilação de cobertura de telhados introduzida no mercado italiano, que consiste de um
duto com uma superfície molhada, acima da qual flui o ar externo. Foi descrito um modelo
apropriado dos componentes do telhado nas condições de operação. O modelo trabalhou com
a formulação das equações de Navier-Stokes: continuidade, momento e energia. O programa
comercial CFX 4.4 foi explorado para resolver as equações de Navier-Stokes e de transporte
de massa. Os resultados obtidos mostraram que o sistema é eficiente como proteção solar.
Descrição
1. Tela protetora 7.Variador de tensão 2. Defletor 8. Anemômetro de fio quente 3. Acoplamento 9.CR10 Micrologger 4. Módulo de teste 10. PC 5. Módulo de entrada de ar 11. Termopares 6. Ventilador 12. Reservatório
26
Dai e Sumathy (2002) investigaram o desempenho de um sistema de resfriamento
evaporativo que usava como enchimento um painel de papel em formato de casa de abelhas.
Eles montaram um modelo matemático baseado inicialmente nas equações básicas para ar
úmido e para a queda da película líquida. Estudaram a importância do comprimento ótimo dos
canais de ar e qual a mínima temperatura do ar que poderia ser obtida, afirmando que este
comprimento está por volta dos 5 a 10 cm. Concluíram que o painel é leve e compacto e pode
perfeitamente agir como umidificador em regiões secas; sob condições típicas, ele pode
reduzir a temperatura do ar por volta de 9ºC e elevar a umidade relativa para valores próximos
a 50%.
Camargo et al. (2002) escreveram sobre sistemas de resfriamento evaporativo
acoplados a desumidificadores dessecantes. Essa tecnologia tem emergido como alternativa
ou como complemento aos sistemas convencionais de refrigeração por compressão à vapor. O
sistema utilizado é composto por um desumidificador dessecante rotativo acoplado a dois
resfriadores evaporativos direto e um indireto.
El-Dessouky et al. (2004) construiu e testou um equipamento experimental operando
com o sistema de resfriamento evaporativo em dois estágios. O sistema foi formado por uma
unidade de resfriamento evaporativo indireto seguida por uma unidade de resfriamento
evaporativo direto. O sistema foi operado durante o verão de uma região do Kuwait com
temperatura de bulbo seco acima de 45 ºC. O sistema foi testado em função da espessura do
enchimento e da vazão do fluxo de água da unidade do sistema direto. Outros parâmetros
incluíram a vazão do fluxo de água para a unidade do sistema indireto e a modalidade para
operar a troca de calor. Resultados mostraram que a eficiência dos sistemas conjuntos, direto
e indireto, varia dentro de uma faixa de 90 a 120%. No sistema indireto a eficiência varia por
vota de 20 a 40%; no sistema direto varia entre 63 a 93%.
Lima (2004) estudou o sistema de climatização com rotor adsortivo e rotor
degenerativo tendo como objetivo principal caracterizar a sua utilização em regiões de cliam
quente e úmido. Foi desenvolvido um modelo matemático utilizando o método das diferenças
finitas para simular o desempenho do referido sistema de climatização. Nas regiões de clima
tropical úmido foi verificada a necessidade de utilização de quatro rotores, sendo dois rotores
adsortivos e dois rotores regenerativos.
Tanobe et al. (2005) estudaram o comportamento físico da luffa cylindrica e
analisaram quimicamente a fibra com um tratamento de solução aquosa de NaOH 2%. O
tratamento não causou danos para as fibras e melhorou a durabilidade.
Barros (2005) criou uma bancada em forma de túnel para testar fibras naturais em
resfriamento evaporativo e comparou o rendimento com superfícies comerciais. A bancada
27
foi instalada no Labtermo, da Universidade Federal de Pernambuco. O túnel foi concebido em
módulos, de modo a facilitar as medições, a adição de segmentos, a substituição de vários
tipos de enchimento e a própria montagem e desmontagem do sistema. Cada módulo
concebido possui uma função na alteração dos parâmetros psicrométricos. O primeiro é
responsável pela redução da umidade específica do ar, o segundo pelo aquecimento do ar, o
terceiro pela medição da temperatura e umidade relativa. Existe um quarto módulo vazio, o
quinto módulo é dedicado ao teste dos diferentes tipos de enchimento e o sexto módulo pela
medição da temperatura e umidade relativa. No final do túnel um exaustor axial é responsável
pela vazão de ar.
28
CAPÍTULO 3.0
PSICROMETRIA 3.1 – Comentários Gerais
A Psicrometria é o estudo das propriedades do ar úmido, isto é, o estudo das
propriedades do ar quando este contém vapor d´água em sua composição. O estudo da
Psicrometria é um dos pilares de sustentação da análise e do entendimento dos processos de
manipulação do ar úmido (Moreira, 1999). O conhecimento dos processos de condensação e
evaporação da água no ar atmosférico é de fundamental importância em diversos campos
tecnológicos e científicos. As indústrias de papel, alimento e têxtil são alguns exemplos de
aplicação industrial. Armazenamento e beneficiamento de produtos agrícolas, meteorologia e
sistemas de controle ambiental são outros campos onde a Psicrometria se faz presente. A
Psicrometria tem suas aplicações nas áreas da refrigeração, ventilação e condicionamento de
ar.
Conforme testemunho e narrativas bíblicas, além de fontes literárias do antigo oriente,
o homem de então já se aproveitava de alguns processos elementares da Psicrometria, mesmo
sem conhecê-los. Muros e tetos de edificações eram construídos de forma inclinada em
direção a sistemas de coleta de armazenamento da água que se condensava sobre suas
superfícies frias durante as noites. A perda de calor por radiação térmica para o espaço
mantinha a temperatura das superfícies abaixo da temperatura de orvalho, permitindo, assim,
a condensação de vapor de água contido no ar atmosférico.
3.2– Equações para determinação das propriedades pscicrométricas
Neste item serão apresentadas as equações necessárias à determinação das
propriedades psicrométricas (Singh et al., 2002).
29
3.2.1 – Pressão de vapor saturado
A pressão de saturação de vapor d´água é uma parte essencial para os cálculos
psicrométricos. A equação para a pressão de vapor aqui apresentada foi calculada usando a
equação apresentada por Dilley (1968), a qual é simples e precisa (Eq. 3.1a). Esta equação foi
proposta para calcular a pressão de vapor saturado ( ) em Pascal (Pa) e foi adotada por ser
precisa para temperaturas com variações de 0 a 63 ºC. A expressão é dada por:
(0º C < T < 63.0ºC) e (610.78 Pa < wsP ou wP < 22870.52 Pa) (3.1a) Para temperaturas acima de 63 ºC, a seguinte equação é usada:
Pa) 143292,97Pou PPa (22870,52 e
C)110º TC(63º 1,01585T 236,3
17,269T exp 610,78 P
wws
Tws
<<
<<+
=
(3.1b)
Para temperaturas abaixo de 0 ºC, a seguinte relação é usada:
Pa) 12,838Pou PPa (610,78 e
C)40º - TCº (0 0,9615T 265
21,874T exp 610,78 P
wws
ws
>>
>>+
=
(3.1 c)
As equações acima calculam não somente a pressão de vapor saturado como função da
temperatura, mas também a temperatura como função da pressão de vapor saturado. As
equações acima não devem ser usadas fora dos limites declarados.
3.2.2– Umidade Absoluta
O massa do vapor d´água por massa de ar seco é dado por (em kg de vapor por kg de
ar seco):
]T237,3T 17,269[ exp 610,78 Pws +
=
wsP
30
)(m secoar de Massa)(m água de vapor de Massa W
a
w=
Desde que os valores do Volume (V) e da Temperatura (T) são os mesmos para vapor d´água
e ar seco, e considerando-os como gás perfeito, pode-se escrever:
w
w
w
wwa
wa
aw
a
w
P - P0,62198P
)P - (P)PR/(R
RPRP
RT)/(PVRT)/(PV
W ====, (3.2)
Nesta equação, ( / ) é a razão das massas molares do ar ( ) e da água ( ), (0,62198).
A equação anterior pode ser reescrita para pressão de vapor parcial:
(3.3)
onde W é a umidade absoluta e P a pressão parcial. 3.2.3 – Volume Específico
É o espaço ocupado por uma dada massa de uma mistura de vapor-ar-água expressa
em m³ da mistura por kg de ar seco. Então, desde que:
273,16) (TRm VP aaaa +=
e
amV v =
Obtêm-se
w
a
a
aa
P - P273,16) 287,05(T
P273,16) (TRv +
=+
= (3.4a)
Substituindo o valor de wP da Eq. (3.3) na Eq. (3.4a) tem-se, Volume específico (3.4b)
W 0,62198PW Pw +
=
)0,62198
W1(P
273,16) 287,05(T
a
a ++
=
aR wR aR wR
31
3.2.4 – Umidade Relativa
A taxa de pressão de vapor parcial para pressão de vapor saturado na mesma temperatura é dada por:
PP ws
w=γ (3.5)
3.2.5 – Temperatura de ponto de orvalho
A temperatura de ponto de orvalho pode ser calculada usando as equações de pressão
de vapor na saturação 3.1(a)-(c) e colocando o valor da pressão de vapor parcial ( ) ou
pressão de vapor na saturação na temperatura de ponto de orvalho. Neste exemplo, estas três
equações são requeridas para todas as variações de pressão. A característica marcante das
equações da pressão do vapor de saturação é que as mesmas equações podem ser usadas para
calcular a temperatura do ponto de orvalho.
3.2.6 – Temperatura de bulbo úmido
A temperatura de bulbo úmido ( ) pode ser estimada das seguintes relações psicrométricas conhecidas:
)T -B(T - TP P wawbsw = (3.6) e a aproximação
)T - (T P - P dpwbwTwbs Δ= (3.7) da Eqs. (3.6) e (3.7) têm-se
ou
)T - (T )T - B(T dpwbwba =
Δ+
Δ+=
BT BT
T dpaw
(3.8) Onde B, é o valor termodinâmico da constante psicrométrica dada por
(3.9)
sendo
h 0.62194)P)P/(0,15557 )](1(TP - 1006,925[P B
fg
wwbs +=
wbT
wP
32
00273,16)]10 2,406(T - [3161,36 h wbfg += (3.10)
3.2.7 – Depressão do bulbo úmido
A depressão de bulbo úmido ( ) é a diferença entre as temperaturas de bulbo seco
e bulbo úmido, e pode ser aproximada como:
C)º 30–0 ,T (para ) - (10.9
5,1 01533T W a
abd γ
+=
(3.11a) e
C)º 110–0 ,T (para ) - (19.0
5.1 0,4355T W aa
bd γ+
= (3.11b)
bdawb1 W- T T =
Se 0.5) (T oconsiderad é T ,TT dpwb1 dpwb1 +< O parâmetroΔ pode ser estimado pela Eq. (3.7) substituindo por , que é dado como
dpwb1
wwb1s
T - TP - TP
=Δ (3.12)
Substituindo os valores de B e Δ na Eq. (3.8), pode ser estimado. torna-se
para a etapa seguinte para que B e Δ seja estimado e outra vez é substituído na Eq. (3.8). O
processo continua até que se alcance um valor constante de .
3.2.8 – Entalpia
É o índice de energia do vapor de ar-água em uma mistura. A entalpia do ar úmido pode ser dada como:
C)º 110 TCº (-50)1,77T W(2501 1,006Th
a
aa
≤≤++=
(3.13) 3.2.9 – Calor Específico
bdW
wb1T wbT
wbT
wbT wbT 1wbT
33
As equações para determinação do calor específico aqui apresentadas foram mostradas
por Klopper e Kröger (2005). Todas as temperaturas são expressas em Kelvin.
O calor específico referido à massa do ar seco é dado pela combinação do calor
específico do ar seco, Cpa e do calor específico do vapor de água, Cpv, de acordo com
372413
pa 10705209,210083814,710161783,310045356,1c TxTxTxx −−− −+−= (3.14)
A pressão de vapor do vapor d´água saturado ( ) é dado por:
2zv m/N10p = (3.15)
Onde:
786118312,2]110[102873,4
]101[1050474,1)/16,273(5,02808log273,16/T)-10,79586(1z)/16.2731(76955.44
}1)16.273/{(29692.8410
+−+
+−++=−−
−−−
T
T
x
xT
O calor específico do vapor d´água saturado ( pvc ) é dado por:
6135103pv T10x91332,5T10x46784,2T31334,210x3605,1c −− +−+= (3.16)
O calor específico da mistura ar e vapor d água ( ) é dado por:
)wcc(c pvpapma += (3.17) A taxa de umidade é dada (w) por:
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−−−+
−−
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
−⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−−−+
−−=
15,276(184,4)15,273(8577,16,2501)(00416,1
005,162509,0
)15,273(184,4)15,273(8577,16,2501)15,273(3263,26,2501
wb
wb
wb
vwb
wb
wb
TTTTx
xpp
pTT
Twa
(3.18)
onde vwbp é a pressão de vapor da equação (3.19) avaliada na temperatura de bulbo úmido. O calor específico do vapor d´água ( ) é dado por:
613223pw T10x17582,2T10x11283,5T10x80627,210x15599,8c −− −+−= (3.19)
3.3 Carta Psicrométrica
pmac
pwc
vp
34
O diagrama psicrométrico, também chamado comumente de carta psicrométrica é um
gráfico que permite obter o traçado de diversos processos psicrométricos e a determinação dos
estados e propriedades do ar úmido. Sua construção está baseada no fato de que o estado
termodinâmico de uma mistura de dois gases, como o ar, é determinado por três propriedades
independentes. Assim, se uma das três propriedades for mantida constante, as duas outras
podem vir a formar os eixos de um gráfico no plano do papel, tal como ocorre com o
diagrama. Qualquer ponto sobre o gráfico definirá o estado da mistura. O uso do diagrama
psicrométrico é de grande importância na confirmação dos dados experimentais.
Figura 3.1 Diagramas psicrométrico
Temperatura de Bulbo Seco (º C)
Um
idad
e R
elat
iva
– w
(g/k
g de
ar s
eco)
35
CAPÍTULO 4.0
TÚNEL DE TESTES DE DESEMPENHO DE FIBRAS LOCAIS
4.1 – Descrição do Túnel
Um sistema em forma de túnel foi construído para simular as condições do ar
atmosférico. O túnel foi construído em módulos conforme o esquema abaixo mostrado na
Figura 4.1 (Barros, 2005).
Figura 4.1 – Modelo do túnel de teste
No módulo 1 existe uma serpentina de resfriamento com capacidade de 18.000 Btu/h,
(dados do fabricante), onde o fluxo de ar é resfriado até uma temperatura inferior à sua
temperatura de orvalho, ocorrendo condensação de parte do vapor de água da mistura.
No módulo 2 foram instaladas duas resistências de aquecimento totalizando 2,5kW
disponível. Esta potência é regulada por um variador de tensão, modelo Variac 0-240 V, onde
é feito um aquecimento sensível, ou seja, calor é fornecido à corrente de ar sem, contudo,
incorrer em uma variação do teor de vapor de água na mistura. Trata-se, portanto, de um
processo com umidade absoluta constante. Um defletor foi usado para homogeneizar o ar de
entrada.
O módulo 3 é vazio para permitir introdução de outros instrumentos, caso necessário e
para melhorar as condições de escoamento do fluxo de ar.
Ventilador axial
Acoplamento
Módulo vazio
Resistências
Defletor
Termopares
Painel evaporativo
Serpentinas resfriamento
Fluxo
36
No módulo 4 foram introduzidos sensores para medição de temperatura (termopares
tipo T), umidade relativa e velocidade. Dados de temperaturas e umidades foram registrados
através de sensores conectados ao equipamento DATATAKER, 605.
No módulo 5 foi montada uma porta removível para colocação e troca dos painéis
evaporativos feitos com as fibras. A entrada d’água é pelo topo do módulo e a água se
distribui uniformemente sobre o enchimento. A água coletada de um pequeno reservatório em
PVC é recirculada por uma bomba, modelo Better, de 650 l/h, conforme o esquema da Figura
4.2 (Liao e Chiu, 2002). O circuito é fechado para evitar vazamentos de água e ar.
Figura 4.2 – Esquema da transferência de calor e massa da mistura de ar em um painel
evaporativo (PAD), com um sistema de recirculação de água (Liao e Chiu,
2002).
No módulo 6 encontram-se mais sensores de temperatura, umidade relativa e
velocidade, para medições pós-painel evaporativo.
O módulo 7 é o acoplamento de uma seção quadrada para uma seção circular,
destinado à fixação do módulo 8.
No módulo 8 encontra-se o ventilador axial responsável pela vazão interna do túnel,
regulada por um variador de voltagem.
h1
ma1
mv1
T1
mv2
T2
ma2
h2
Fluxo de ar
Excesso de águaRetorna para o balde
Bomba
Flux
o de
águ
a
Superfície úmida (PAD)
37
4.2 Procedimentos e Instrumentação do Túnel
O túnel foi instalado no laboratório do GET/DEMEC/UFPE (Grupo de Engenharia
Térmica do Departamento de Engenharia Mecânica da UFPE).
Para início dos testes com as fibras foi feita uma avaliação preliminar. Cada fibra foi
pesada na condição de fibra seca e posteriormente na condição de fibra totalmente encharcada
de água. A massa da fibra seca e molhada e a capacidade de retenção de água, é mostrada na
Tabela 4.1.
Tabela 4.1 – Parâmetros Físicos das Fibras Selecionadas
Fibra
Velocidade (m/s)
Seca Molhada
Massa seca (g)
Massa saturada (g)
Água absorvida (g) Taxa de água absorvida(%)
Luffa 2,5 2,3 68,8 167,4 98,6 143,1 Sisal 2,5 2,3 105,2 251,43 146,23 139 Coco 2,5 2,3 98,9 180,98 82,08 82,99
PAD C 2,5 2,3 52,4 89,08 37,08 70
As fibras locais foram testadas no formato de uma almofada de 30 x 30 x 30 cm. A
Figura 4.3 mostra o módulo de colocação das fibras, com o enchimento comercial.
Figura 4.3 - Enchimento comercial dentro do módulo de testes
38
As velocidades do ar, dentro e fora do túnel foram medidas antes e depois do
enchimento (pad), com um anemômetro de fio quente (modelo AIRFLOWTM TA4
LUFTECHNIK) mostrado pela Figura 4.4. As velocidades foram determinadas de uma média
de valores medidos em doze posições na secção transversal do canal: três medidas na lateral
(5 cm, 15 cm e 25 cm), e três na parte superior (5 cm, 10 cm e 15 cm) antes do enchimento
com as fibras e as outras seis, depois do enchimento, com a mesma disposição anteriormente
relatada.
Figura 4.4 – Anemômetro de fio quente
Todas as temperaturas foram medidas por meio de termopares tipo T (Figura 4.5),
conectados a um sistema de aquisição de dados tipo DATATAKER 605, série2, com
computador Pentium II, 266 MHz. Os termopares para medidas de temperatura de bulbo seco
foram dispostos em seis pontos do módulo: três pontos antes do enchimento e três pontos
depois, com espaçamentos de 5 cm na lateral. Em cada ponto foram instalados dois
termopares: um com 10 cm de altura da face superior e o outro a 20 cm. A temperatura de
bulbo úmido da sala foi medida através de um algodão molhado envolvendo um termopar tipo
T, conectado também ao DATATAKER.
39
Figura 4.5 – Localização de termopares no túnel.
Durante o experimento, a água foi bombeada e recirculada com o auxílio de uma
bomba centrífuga, modelo Better 650 (Figura 4.6) através de tubos de 12 mm de diâmetro.
Figura 4.6 – Bomba centrífuga (Better 650). Os painéis evaporativos foram molhados durante 1 hora antes dos testes e operados
com velocidade média do ar de 0,5 m/s antes do enchimento, com o ventilador ligado a 40%
de sua capacidade, registrando uma velocidade média de 2,25 m/s, depois do enchimento.
Antes desta fase, foi ligado um evaporador com serpentinas de resfriamento de capacidade de
18.000 Btu/h, para reduzir a umidade específica do ar (Figura 4.7).
40
Figura 4.7 – Evaporador com Serpentinas
Os painéis evaporativos eram molhados durante uma hora. A seguir ligavam-se as
resistências para aumentar a temperatura dentro do túnel. Os testes foram feitos com tensões
de 110 V e 220 V no equipamento Variac (Figura 4.8), o que indica temperaturas na ordem de
35 ºC e 50 ºC respectivamente.
Figura 4.8 – Resistências para aumento da temperatura do ar no túnel.
41
CAPÍTULO 5.0
ANÁLISE EXPERIMENTAL
5.1 – Descrição dos Experimentos no Túnel Os experimentos foram desenvolvidos durante os meses de Novembro e Dezembro de
2005 no LABTERMO do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de
Pernambuco, localizado na cidade de Recife, Pernambuco, Brasil.
5.1.1 – Aferição dos termopares
Os termopares foram aferidos através da leitura conjunta de temperaturas no sistema
de aquisição de dados e em termômetros padrões.
Os termopares foram instalados nos módulos anteriores e posterior ao módulo das
fibras (ver Apêndice A). Uma extremidade de cada termopar foi conectada aos canais
analógicos do sistema de aquisição de dados, enquanto que a outra extremidade foi
mergulhada em água, que se encontrava armazenada em recipiente térmico isolado, submetido
a três diferentes condições: água com gelo (0 ºC), água a temperatura ambiente (25 ºC) e água
quente (70 ºC). Foram feitas 10 medições com intervalo de trinta segundos. Comparou-se a
média das medições de cada termopar no sistema de aquisição de dados com a média das
temperaturas lidas em termômetros padrões para cada condição de temperatura. Os dados
obtidos foram organizados em planilha do MS Excel para construção das curvas de aferição,
que geraram a Tabela 5.1 com as equações de correção para os termopares. A variável x
representa a temperatura registrada pelo termopar e y representa as temperaturas corrigidas,
ambas em ºC.
42
Tabela 5.1 Equações de correção de termopares
Termopares Equações Coeficiente de Determinação
1 TT y = 0.9952x + 1.3287 R² = 0.9999 1-TT y = 0.982x + 1.3848 R² = 0.9978 2TT y = 0.9877x + 1.3884 R² = 0.9997 2-TT y = 0.9877x + 1.3884 R²= 0.9997 3TT y = 0.9986x + 0.8875 R² = 0.9999 4TT y = 0.9997x + 0.76 R² = 0.9999 5TT y = 0.9955x + 1.3377 R² = 0.9999 6 TT y = 0.9962x + 1.2904 R² = 0.9999 7TT y = 0.982x + 1.3848 R² = 0.9978 8 TT y = 0.9955x + 1.2539 R² = 0.9999 9TT y = 0.9963x + 1.331 R² = 0.9999 10TT y = 0.9937x + 1.5341 R² = 0.9999
No apêndice A encontram-se os resultados das curvas de aferição na forma gráfica.
5.1.2 – Metodologia Experimental
A metodologia de teste empregada consistiu de:
a) Pesar as fibras escolhidas;
b) Mergulhar a fibra escolhida em água, por 30 minutos;
c) Pesar a fibra encharcada de água;
d) Colocar a fibra no módulo de testes;
e) Acionamento do ar condicionado e do ventilador até que as leituras indicassem que o
regime permanente fora atingido, após 30 minutos do acionamento;
f) Acionamento das resistências;
g) Coleta de dados.
5.2 – Resultados dos Experimentos A avaliação dos desempenhos das fibras foi feita de acordo com o critério da
eficiência, baseada na seguinte fórmula:
(5.1) .sat.ent
saída.ent
TTTT
−−
=ε
43
onde ε é a eficiência do resfriamento para fibras limpas, com ausência de impurezas, é a
temperatura de bulbo seco na entrada do módulo de testes, é a temperatura de bulbo seco
na saída do módulo de teste e é a temperatura de saturação na saída do módulo de testes.
A Figura 5.1 mostra a eficiência térmica calculada com os dados experimentais como
função das velocidades do ar obtidas na saída do enchimento de fibra de coco. A medida que
a velocidade é aumentada, a eficiência cai. Nesta figura é representada a velocidade média de
1,923 m/s e desvio padrão σ = 0,153 m/s. Nestas análises, as eficiências mostradas nas figuras
5.1 e 5.2 tiveram uma média de 39,94 % e incerteza de 6,82 %. Velocidades mais altas
diminuem o tempo de contato entre o ar e a superfície molhada. As velocidades foram
variadas através da mudança na rotação do ventilador. As demais fibras apresentaram o
mesmo comportamento.
25
30
35
40
45
50
55
1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5
Velocidade (m/s)
Efic
iênc
ia (%
)
Figura 5.1 – Eficiência térmica em função da velocidade do ar
A Figura 5.2 apresenta a eficiência térmica como função da temperatura externa de
bulbo seco. A temperatura média registrada foi de 40,334 ºC e desvio padrão σ = 0,981 ºC.
.satT
.entT
saídaT
44
40
42
44
46
48
50
52
54
38 39 40 41 42
Temperatura(ºC)
Efic
iênc
ia (%
)
Figura 5.2 – Eficiência térmica em função da temperatura de bulbo seco
Como já era esperado, o resfriamento evaporativo é mais eficiente quando as
temperaturas são mais altas e em climas secos (Figura 5.3), sendo importante para o conforto
térmico ambiental (Ver Apêndice B). A umidade média analisada foi de aproximadamente
de 14,097 % com uma variabilidade medida pelo desvio padrão de aproximadamente
0,815%, correspondendo a uma redução de temperatura média de 11,703 ºC e desvio de
0,609 ºC.
Figura 5.3 – Redução da temperatura em função da umidade relativa
O desempenho térmico das fibras usadas no túnel de teste como painel evaporativo foi
estudado. Como um breve sumário, têm-se os seguintes resultados:
Com as resistências em 100V, que corresponde a uma temperatura média 38º C e
ventilador com 40% de sua capacidade, correspondendo a uma velocidade de 1,9 m/s, o
enchimento comercial teve o melhor desempenho térmico, 65,92%, com uma redução de
9
10
11
12
13
14
13.0 14.0 15.0 16.0Umidade relativa (%) R
eduç
ão d
e te
mpe
ratu
ra (º
C)
45
temperatura de 11,38 °C e elevação da umidade de 26,27% para 90,09%; seguido da fibra
de coco, 52,24% de desempenho, redução de temperatura de 6,4 °C e elevação da
umidade de 36,03% para 84,32%; sisal, 44,93% de desempenho, redução de temperatura
de 4,59 °C e elevação da umidade de 36,42% para 84,9% e da luffa, 44,72% de
desempenho, redução de temperatura de 5,68 °C e elevação da umidade de 38,44% para
89,54% .
Nas figuras 5.4 a 5.7 estão apresentados os resultados dos testes com as fibras e
enchimento comercial.
Figura 5.4 - Curvas de temperatura do enchimento comercial
Figura 5.5 - Curvas de temperatura da fibra de coco
Enchimento Comercialv =1,9 m/s
Φe=26,27 % - Φs=90,09 %ΔT = 11,38 ºC
ε= 65,92 %
20 25 30 35 40 45 50
0 60
120
180
240
300
360
420
480
540
Tempo (s)
Tem
pera
tura
(ºC
)
tempertura média antes temperatura média depois
Fibra de coco v =0,45 m/s ΔT=1,83 º C
Φe=36,03% - Φs=84,32% ε= 52,24 %
20
25
30
35
40
45
50
0
60
120
180
240
300
360
420
480
540
Tempo (s)
Tem
pera
tura
(ºC
)
temperatura média antes temperatura média depois
Sisal v =0,85 m/sΦe=52,4% - Φs=92,19%
ε = 44,93 %
35 40 45 50
tura
(ºC
)
ΔT = 4,59 ºC
V=1,83 m/s Δt = 6,4 ºC
46
Figura 5.6 - Curvas de temperatura do sisal
Figura 5.7 – Curvas de temperatura da bucha vegetal
Os dados experimentais para as eficiências das fibras em função da
temperatura de bulbo úmido do ambiente, são expostas na Figura 5.8 A figura mostra
claramente que para a mesma faixa de temperatura de bulbo úmido, o enchimento
comercial tem o melhor desempenho, seguido da fibra de coco, do sisal e da bucha
vegetal (luffa).
Bucha Vegetal (Luffa) v =0,4 m/s
Φe=38,44% - Φs=89,54%ε = 44,72 %
20 25 30 35 40 45 50
0 60
120
180
240
300
360
420
480
540
Tempo (s)
Tem
pera
tura
(ºC
)
temperatura média antes temperatura média depois
ΔT = 5,68 ºC
Eficiência de Resfriamento da Fibras em várias Temperaturas de Bulbo Úmido
(Ventilador 40%, Resistências 100 V)
354045505560657075
Tbw (ºC)
luffa
coco
Sisal
comercial
47
Figura 5.8 – Eficiências das fibras comparadas ao enchimento comercial
48
CAPÍTULO 6
SIMULAÇÃO NUMÉRICA DE UMA SEÇÃO DE ENCHIMENTO
6.1 Modelo matemático
O modelo matemático apresentado tem como objetivo quantificar alguns parâmetros
de sistemas de resfriamento evaporativo por painel de contato, como efetividade de
resfriamento e velocidade. Para isso apresenta-se uma modelagem da transferência de calor e
massa baseada em um balanço de massa e energia na corrente de ar que atravessa o painel
úmido.
Para simplificar a análise da transferência de calor e massa, algumas considerações
foram feitas:
a) O ar seco e vapor de água têm comportamento de gás ideal.
b) O ar é uma mistura de dois gases (ar seco e vapor de água).
c) As perdas de calor para o ambiente são desprezíveis, isto é, o processo é adiabático.
d) O processo ocorre em regime permanente.
e) A variação de energia cinética e potencial são negligenciáveis.
f) A água do sistema é continuamente recirculada.
6.2 Balanço de energia do ar úmido
As equações governantes incluem a conservação da massa e energia em um sistema de
resfriamento evaporativo por painel de contato. A figura 6.1 mostra o esquema do volume de
controle do enchimento. Neste capítulo m& w1 , refere-se a vazão mássica da água em Kg/s; m& a,
é a vazão mássica de ar seco em Kg/s; ha é a entalpia do ar seco em J/Kg de ar seco; W é a
umidade absoluta, em kg vapor água/kg ar seco; Tw é a temperatura da água, em ºC e T é a
temperatura do ar, em ºC.
49
m& w1, Tw1 entrada saída
m& w2, Tw2
Fig. 6.1 Esquema do volume de controle do enchimento 6.2.1 Conservação da massa
Para o balanço de massa na corrente de ar, temos,
0mmmm 2w21w1 =−−+ &&&& (6.1)
Onde,
1v1a1 mmm += (6.2)
2v2a2 mmm +=&
a2a1a mmm ==&
(6.3)
(6.4)
Sabe-se que:
2v1v2w1w mmmm &&&& −=− (6.5)
Dividindo por “ ”
)ww(mdm 12aw −= (6.6)
Onde 1w e 2w são as umidades absolutas do ar na entrada e saída do painel, respectivamente:
wdm é a massa de água evaporada
T1, W1 T2, W2 m& a1, ha1 m& a2, ha2
am
50
Para o balanço de energia do ar úmido, temos:
0Qdmh]hmhm[]hmhm[ w2vv2a2a1v1v1a1a =−++−+ (6.7)
Desenvolvendo a eq. (6.7):
0Qdmh)h)dmm(hm()hmhm( w2v1v2aa1v1v1aa =−++−+ 0Q)hh(dm)hh(m)hh(m 2vw2v1v1v2a1aa =−−+−+−
0Q)TT(dmc)TT(cm)TT(cm 2wPv21Pv1v21Paa =−−+−+−
Resulta em:
)TT(dmC)TT(cm)TT(cmQ 2wPv21Pv1v21Paa −+−+−= (6.8)
Onde dm é a massa de água evaporada dada por:
LMsD Ahdm ρΔ⋅= (6.9)
LMρΔ é a diferença média logarítmica de massa específica dada por,
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ρ−ρρ−ρ
ρ−ρ=ρΔ
)]/()[(Ln w1vw2v
1v2vLM
(6.10)
SA é a área superficial molhada, em m².
Dh é o coeficiente de transferência de massa, em m/s, dado por
( )( )⎣ ⎦3/2arcD D/Cpahh αρ= (6.11)
Onde D é o coeficiente de difusividade do vapor em ar, em m²/s e é o coeficiente de
difusividade térmica do ar, em m²/s.
é o coeficiente convectivo dado pela seguinte correlação, para um enchimento comercial
a base de papel kraft e resina, em formato de casa de abelhas (Dessouky et al., 2004),
ssee hmΣQhmΣQ &&&& +=+
α
ch
51
3/18,012,0
c PrReHle
lek1,0h ⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛=
(6.12)
Onde, k é a condutividade térmica do ar, em W/mK, le o comprimento característico, em
metros e H, a espessura do enchimento, em metros.
Os números adimensionais são dados por:
1 Número de Reynolds
υlevRe =
(6.13)
Onde v é a velocidade do ar, em m/s; υ é a viscosidade do ar, m/s².
• Número de Prandtl
αυ
=Pr (6.14)
Sabe-se que:
dmhfgTAhQ LMSc += Δ (6.15)
Onde,
hfg é o calor latente de vaporização, em J/kg.
Como o resfriamento evaporativo por painéis de contato (Castro e Pimenta, 2004),
trata-se fundamentalmente de um trocador de calor de superfície úmida em corrente cruzada,
uma análise baseada na teoria sobre trocadores de calor é aplicada considerando-se diferenças
médias logarítmicas de temperatura e massa específica como no método da LMTD (Log Mean
Difference Temperature).
LMTΔ é a diferença media logarítmica de temperatura, dada por,
[ ]⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−−
−=
)TT/()TT(LnTTT
w1w2
12LMΔ
(6.16)
Todas as equações descritas neste capítulo foram usadas na simulação numérica, onde
um fluxograma é apresentado no capítulo seguinte.
52
53
CAPÍTULO 7
DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
7.1 Resultados da simulação numérica
Para a determinação das propriedades termodinâmicas do ar e resolução das equações
governantes do sistema apresentado, foi desenvolvido um software, em linguagem Matlab,
utilizando as Eqs. (3.1) a (3.20) e (6.1) a (6.30), cujo fluxograma é apresentado a seguir:
Fig. 7.1 – Fluxograma da simulação numérica
TEMPERATURA
TEMPERATURA NA SAÍDA DA CAMADA
(ESTIMATIVA INICIAL)
PROPRIEDADES DO AR E VAPOR NA TEMPERATURA DE
SAÍDA
FLUXO DE CALOR
MASSA DE VAPOR EVAPORADA
TEMPERATURA DA PRÓXIMA CAMADA
ERRO
ERRO > TOLERÂNCIA
NOVA CAMADAIC = IC + 1
CAMADA FINAL? IC = N?
SIM
1
NÃO
SIM
NÃO
CÁLCULO DAS PROPRIEDADES NA ENTRADA (Twb, Tdp, W, Pv, Ps, Cp, v, Vesp,m)
INÍCIO
CÁLCULO
h c ; h d
DADOS INICIAIS ( Te , ø , Patm , v , A , ?x , As)
DEFINIÇÃO DA MALHA E TOLERÂNCIA
INÍCIO DOS CÁLCULOS NAS CAMADAS
Ic = 0
1
54
A Figura 7.2 mostra o efeito da velocidade do ar sobre a eficiência do enchimento. À medida
que a velocidade aumenta, a eficiência cai. Como já exposto no capítulo referente à análise
experimental, esta queda é decorrente da redução do tempo de contato entre o ar e superfície
molhada.
Fig. 7.2 – Eficiência do enchimento em função da velocidade do ar pós-enchimento
A Figura 7.3 mostra claramente o efeito da temperatura ao longo do enchimento. A
redução de temperatura é tanto maior quanto mais espesso for o enchimento.
Figura 7.3 – Temperatura em função da posição no enchimento
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.3521
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Tem
pera
tura
(oC)
Efic
iênc
ia
0.5 1 1.5 2 2.5 0.62
0.63
0.64
0.65
0.66
0.67
0.68
0.69
0.7
0.71
velocidade (m/s)
Tem
pera
tura
(ºC
)
Posição (m)
55
A Figura 7.4 apresenta o ganho de umidade relativa em relação a posição na camada
do enchimento. Verifica-se que este tipo de sistema apresenta maior efetividade em climas
mais secos.
Figura 7.4 – Umidade relativa em função da posição no enchimento
A partir dos valores calculados e dos dados obtidos nos ensaios, elaborou-se a Figura
7.5 que permite comparar a efetividade medida e a calculada. Os dados para este gráfico
foram obtidos com a bucha vegetal.
Figura 7.5 – Influência da velocidade do ar na efetividade
Devido ao aumento da perda de carga em função do aumento da velocidade do ar,
Liao e Chiu (2002) recomendam utilizarem-se velocidades entre 0,75 e 1,5 m/s.
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
0.6
0.65
Posição no enchimento [m]
Um
idad
e R
elat
iva
[%]
20
30
40
50
60
70
80
0.7 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2Velocidade (m/s)
Efet
ivid
ade
(%)
Efetividade calculada Efetividade testada
56
CAPÍTULO 8
CONCLUSÕES E SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
8.1 Conclusões
Este trabalho mostra um estudo sobre o resfriamento evaporativo usando fibras vegetais
como painel evaporativo.
No túnel usado para os testes foram coletados dados, tais como, temperaturas de bulbo
seco e de bulbo úmido, velocidades e umidades, para a análise do comportamento ambiental
de cada fibra.
A análise dos resultados confirma a influência da TBS externa na efetividade de
resfriamento. Verifica-se que, quanto maior a temperatura externa maior é a efetividade, o que
representa uma característica muito importante para este tipo de sistema de resfriamento.
Foi apresentada também a variação da efetividade de resfriamento em função da umidade
relativa do ar externo. Como já era esperado, verifica-se que este tipo de sistema apresenta
maior efetividade em climas secos.
O túnel permitiu a variação da vazão de ar e, conseqüentemente, da velocidade do ar
através do painel, pela variação da rotação do ventilador por meio de um potenciômetro.
Mostrou-se a variação da efetividade de resfriamento em função da velocidade do ar na face
de saída do túnel.
Como um breve sumário, conclui-se que:
a) Para o enchimento comercial, à temperatura média de entrada de 39 ºC e
velocidade do ar de 1,5 m/s, conseguiu-se uma redução de 11,38 ºC na
temperatura de bulbo seco. A eficiência média obtida com os resultados foi de
65,92%.
b) Para a fibra de coco, à temperatura média de entrada de 39 ºC e velocidade do
ar de 1,5 m/s, conseguiu-se uma redução de 6,4 ºC na temperatura de bulbo
seco. A eficiência média obtida com os resultados foi de 52,24%.
c) Para o sisal, à temperatura média de entrada de 39 ºC e velocidade do ae de 1,5
m/s, conseguiu-se uma redução de 4,69 ºC na temperatura de bulbo seco. A
eficiência média obtida com os resultados foi de 44,93%.
57
d) Para a bucha vegetal, à temperatura média de entrada de 39 ºC e velocidade do
ar de 1,5 m/s, conseguiu-se uma redução de 5,68 ºC na temperatura de bulbo
seco. A eficiência média obtida com os resultados foi de 44,72%.
Portanto, a fibra de coco apresenta-se como um material promissor para uso em
sistemas evaporativos, necessitando-se ainda um estudo detalhado sobre a otimização do
arranjo das fibras no painel evaporativo, de maneira a se obter a máxima área de contato ar-
água com a mínima obstrução do fluxo.
8.2 Sugestões para trabalhos futuros
Como sugestão para futuros trabalhos nesta área pode-se citar:
1 Testar outros tipos de arranjos para as fibras.
2 Melhorar as condições de entrada e saída do ar no túnel com a instalação de um duto.
3 Umidificar o ar na entrada com borrifador a fim de testar várias umidades.
4 Melhorar a homogeneização do fluxo para melhorar as leituras.
5 Encontrar correlações matemáticas para coeficiente convectivo a serem usadas nos
painéis evaporativos feitos com as fibras vegetais.
6 Discutir a análise de erros.
58
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABBAS, A. H. A. M., 2001. Luffa Egyptiaca (LEEF) as Medium for Evaporative
Cooling. Patent Cooperation Treaty Application. Esp@cenet document view.
AL-SULAIMAN, F., 2002. Evaluation of the performance of local fibers in evaporative
cooling. Energy Conversion and Management 43. p. 2267-2273.
ASHRAE - AMERICAN SOCIETY OF HEATING, REFRIGERATING AND AIR
CONDITIONING ENGINEERS. ASHRAE Handbook Systems, SI Edition, chap. 36, 1984.
ASHRAE - AMERICAN SOCIETY OF HEATING, REFRIGERATING AND AIR
CONDITIONING ENGINEERS. ASHRAE Fundamentals Handbook, Sorbents and
Desiccants, 1993.
BARROS, R. R, 2005. Bancada Experimental para teste de enchimentos usados em
resfriadores evaporativos. (Dissertação de Mestrado – Programa de Pós-Graduação em
Engenharia Mecânica – UFPE)
CAMARGO, J. R.; CARDOSO, S.; TRAVELHO, J. S. Utilização do resfriamento
evaporativo para conforto térmico humano em diversas cidades brasileiras. Anais do
Congresso Nacional de Engenharia Mecânica, CONEM 2000, Natal, RN, 2000.
CAMARGO, J. R, 2003. Sistemas de Resfriamento Evaporativo e Evaporativo-Adsortivo
Aplicados ao Condicionamento de Ar. 140 p. (Tese de Doutorado - Faculdade de
Engenharia do Campus de Guaratinguetá, Universidade Estadual Paulista.
CAMARGO, J. R.; EBINUMA, C. D. Utilização de sistemas de resfriamento evaporativo
acoplados a desumidificadores dessecantes para diversas cidades brasileiras. Anais do
Congresso Nacional de Engenharia Mecânica, CONEM 2002, UFPB, João Pessoa, PB,
2002.
59
CASTRO, W. P.; PIMENTA, J. M. D, 2004. Modelagem e Simulação de Painéis
Evaporativos Diretos. Congresso Brasileiro de Ciências Térmicas e Engenharia - ABCM –
Rio de Janeiro
COSTA, E. V, 2003. Medidas da Umidade Relativa do Ar em um Ambiente Fechado.
Revista Brasileira de Física, vol. 25 n.º3. Set.
DAI, Y. J.; SUMATHY, K. Theoretical study on a cross-flow direct evaporative cooler using
honeycomb paper as packing material. Applied Thermal Engineering, 22 (2002). 2002.
p.1417-1430.
DEWITT, DAVID P. ; INCROPERA, FRANK P. Fundamentos de Transferência de Calor
e Massa. Editora LTC.
DILLEY, AC, 1968. On the computer calculation of vapour pressure and specific
humidity gradients from psychrometric data. J Appl Meteorol; 17:717.
EL-DESSOUKY, H.; ETTOUNEY, H.; AL-ZEEFAR, A. 2004. Performance analysis of two-
stage evaporative coolers. Chemical Engineering Journal 102 (2004). p. 255-266.
KLOPPER, J.C.; KRUGER, D. G. 2005. A critical investigation into the heat and mass
transfer analysis of counterflow wet-cooling towers. International Journal of Heat and
Mass Transfer 48 (2005). p. 765-777.
INFRAERO. Navegação Aérea de Salvador. Registros da Estação Meteorológica do
Aeroporto de Paulo Afonso, 2005.
INMETRO. Vocabulário internacional de termos fundamentais e gerais de metrologia. 3
ed. Rio de Janeiro, 2003. 75p.
INMETRO. Guia para a Expressão de Incerteza de Medição. 3 ed brasileira. Rio de
Janeiro: ABNT, 2003. 120 p.
Laar/UNB. Disponível em: http://www.laar.unb.br/saibamais_compressores.htm/>. Acesso
em 10 fev. 2006.
60
LIAO, C.M.; CHIU, K.H., 2002. Wind tunel modeling the system performance of
alternative evaporative cooling pads in Taiwan region. Building and Environment 37
(2002), p.177-187.
LIAO, CM; SINGH S.; WANG TS. Characterizing the performance of alternative
evaporative cooling pad media I thermal environmental control applications. Journal of
Environmental Science Health A. 1998; 33 (7): 1391-417.
LIMA, A. G., Caracterização de Sistema de Climatização Usando Rotores Regenerativos
e Adsortivos, 2004, 163p. (Tese de Doutorado – Universidade Federal da Paraíba, João
Pessoa - PB)
MANZAN, M.; SARO, O. 2002. Numerical analysis of heat and mass transfer in a passive
building component cooled by water evaporation. Energy and Buildings (2002), p. 369-
375.
MOREIRA, J. R. S. Fundamentos e Aplicações da Psicrometria. RPA Editorial Ltda.,São Paulo,
1999. 194p.
MUNTERS. Celdek®5090-15. Disponível em: http://www.coolingmedia.com/celdek.htm.
Acessado em 20 de janeiro de 2006.
NAHAR, N. M.; SHARMA, P.; PUROHIT, M. M., 2003. Performance of different passive
techniques for cooling of buildings in arid regions. Building and Environment 38 (2003). p.
109-116.
SINGH, A. K.; SINGH, H.; SINGH, S. P.; SAWHNEY, R. L. 2002. Numerical calculation
of psychrometric properties on a calculator. Building and Environment (2002). p. 415 419.
TANOBE, V. O. A.; SYDENSTRICKER, T. H. D.; MUNARO, M.; AMICO, S. C. 2005. A
comprehensive chacacterization of chemically treated Brazilian sponge-gourds (Luffa
cylindrica). Polymer Testing 24 (2005). p. 474-482.
TRANE. Trane Air Conditioning Manual. The Trane Company, La Crosse, Wisconsin,
1978. 456 p.
61
ANEXO A - ANÁLISE DE ERROS
Quando se relata o resultado de medição de uma grandeza física, é obrigatório que seja
dada alguma indicação quantitativa da qualidade do resultado, de forma tal que aqueles que o
utilizam possam avaliar sua confiabilidade. Sem essa indicação, resultados de medição não
podem ser comparados, seja entre eles mesmos ou com valores de referência fornecidos numa
especificação ou numa norma. É, portanto, necessário que haja um procedimento prontamente
implementado, facilmente compreendido e de aceitação geral para caracterizar a qualidade de
um resultado de uma medição, isto é, para avaliar e expressar sua incerteza.
O conceito de incerteza como um atributo quantificável é relativamente novo na
história da medição, embora erro e análise de erro tenham sido, há muito, uma parte da prática
da ciência e medição ou metrologia. É agora amplamente reconhecido que, quando todos os
componentes de erro conhecidos ou suspeitos tenham sido avaliados e as correções adequadas
tenham sido aplicadas, ainda permanece uma incerteza sobre quão correto é o resultado
declarado, isto é, uma dúvida acerca de quão corretamente o resultado da medição representa
o valor da grandeza que está sendo medida.
DEFINIÇÃO DE ALGUNS TERMOS USADOS NA METROLOGIA
MEDIÇÃO
Conjunto de operações que tem por objetivo determinar um valor de uma grandeza.
METROLOGIA
Ciência da medição - A metrologia abrange todos os aspectos teóricos e práticos relativos às
medições, qualquer que seja a incerteza, em quaisquer campos da ciência ou da tecnologia.
PRINCÍPlO DE MEDIÇÃO
Base científica de uma medição.
62
Exemplos:
a) O efeito termoelétrico utilizado para a medição da temperatura;
b) O efeito Josephson utilizado para a medição da diferença de potencial elétrico;
c) O efeito Doppler utilizado para a medição da velocidade;
d) O efeito Raman utilizado para medição do número de ondas das vibrações moleculares.
MÉTODO DE MEDIÇÃO
Seqüência lógica de operações, descritas genericamente, usadas na execução das medições.
Os métodos de medição podem ser qualificados de várias maneiras; entre as quais:
- método por substituição;
- método diferencial;
- método “de zero”.
PROCEDIMENTO DE MEDIÇÃO
Conjunto de operações, descritas especificamente, usadas na execução de medições
particulares, de acordo com um dado método.
Um procedimento de medição é usualmente registrado em um documento, que algumas vezes
é denominado procedimento de medição (ou método de medição) e normalmente tem detalhes
suficientes para permitir que um operador execute a medição sem informações adicionais.
MENSURANDO
Objeto da medição. Grandeza específica submetida à medição.
Exemplo:
Pressão de vapor de uma dada amostra de água a 20 ºC.
A especificação de um mensurando pode requerer informações de outras grandezas como
tempo, temperatura ou pressão.
63
VALOR TRANSFORMADO (DE UM MENSURANDO)
Valor do sinal de uma medição representando um dado mensurando.
RESULTADO DE UMA MEDIÇÃO
Valor atribuído a um mensurando obtido por medição.
1) Quando um resultado é dado, deve-se indicar, claramente, se ele se refere:
- à indicação;
- ao resultado não corrigido;
- ao resultado corrigido;
e se corresponde ao valor médio de várias medições.
2) Uma expressão completa do resultado de uma medição inclui informações sobre a incerteza
de medição.
INDICAÇÃO (DE UM INSTRUMENTO DE MEDIÇÃO)
Valor de uma grandeza fornecido por um instrumento de medição;
1) O valor lido no dispositivo mostrador pode ser denominado de indicação direta. Ele é
multiplicado pela constante do instrumento para fornecer a indicação.
2) A grandeza pode ser um mensurando, um sinal de medição ou uma outra grandeza a ser
usada no cálculo do valor do mensurando.
3) Para uma medida materializada, a indicação é o valor a ela atribuído.
RESULTADO NÃO CORRIGIDO
Resultado de uma medição, antes da correção, devida aos erros sistemáticos
64
RESULTADO CORRIGIDO
Resultado de uma medição, após a correção, devida aos erros sistemáticos.
EXATIDÃO DE MEDIÇÃO
Grau de concordância entre o resultado de uma medição e um valor verdadeiro do
mensurando.
1) Exatidão é um conceito qualitativo.
2) O termo precisão não deve ser utilizado como exatidão.
REPETITIVIDADE (DE RESULTADOS DE MEDIÇÕES)
Grau de concordância entre os resultados de medições sucessivas de um mesmo mensurando
efetuadas sob as mesmas condições de medição.
1) Estas condições são denominadas condições de repetitividade.
2) Condições de repetitividade incluem:
- mesmo procedimento de medição;
- mesmo observador;
- mesmo instrumento de medição, utilizado nas mesmas condições;
- mesmo local;
- repetição em curto período de tempo.
3) Repetitividade pode ser expressa, quantitativamente, em função das características da
dispersão dos resultados.
REPRODUTIBILIDADE (DOS RESULTADOS DE MEDIÇÃO)
Grau de concordância entre os resultados das medições de um mesmo mensurando efetuadas
sob condições variadas de medição.
65
1) Para que uma expressão da reprodutibilidade seja válida, é necessário que sejam
especificadas as condições alteradas.
2) As condições alteradas podem incluir:
- princípio de medição;
- método de medição;
- observador;
- instrumento de medição;
- padrão de referência;
- local;
- condições de utilização;
- tempo.
3) Reprodutibilidade pode ser expressa, quantitativamente, em função das características da
dispersão dos resultados.
4) Os resultados aqui mencionados referem-se, usualmente, a resultados corrigidos.
DESVIO PADRÃO EXPERIMENTAL
Para uma série de “n” medições de um mesmo mensurando, a grandeza “s”, que caracteriza a
dispersão dos resultados, é dada pela fórmula:
onde ix representa o resultado da “iésima” medição e x representa a média aritmética dos “n”
resultados considerados.
1) Considerando uma série de “n” valores como uma amostra de uma distribuição, x é uma
estimativa não tendenciosa da média μ e 2s é uma estimativa não tendenciosa da variância
desta distribuição.
( )1
1
2
−
−=
∑=
n
xxs
n
ii
66
2) A expressão ns / é uma estimativa do desvio padrão da distribuição de x e é denominada
desvio padrão experimental da média.
3) “Desvio padrão experimental da média” é, algumas vezes, denominado incorretamente erro
padrão da média.
INCERTEZA DE MEDIÇÃO
Parâmetro, associado ao resultado de uma medição, que caracteriza a dispersão dos valores
que podem ser fundamentadamente atribuídos a um mensurando.
1) O parâmetro pode ser, por exemplo, um desvio padrão (ou um múltiplo dele), ou a metade
de
um intervalo correspondente a um nível de confiança estabelecido.
2) A incerteza de medição compreende, em geral, muitos componentes. Alguns destes
componentes
podem ser estimados com base na distribuição estatística dos resultados das séries de
medições e podem ser caracterizados por desvios padrão experimentais. Os outros
componentes, que também podem ser caracterizados por desvios padrão, são avaliados por
meio de distribuição de probabilidades assumidas, baseadas na experiência ou em outras
informações.
3) Entende-se que o resultado da medição é a melhor estimativa do valor do mensurando, e
que todos os componentes da incerteza, incluindo aqueles resultantes dos efeitos sistemáticos,
como os componentes associados com correções e padrões de referência, contribuem para a
dispersão.
ERRO (DE MEDIÇÃO)
Resultado de uma medição menos o valor verdadeiro do mensurando.
67
1) Uma vez que o valor verdadeiro não pode ser determinado, utiliza-se, na prática, um valor
verdadeiro convencional.
2) Quando for necessário distinguir “erro” de “erro relativo”, o primeiro é, algumas vezes,
denominado erro absoluto da medição. Este termo não deve ser confundido com valor
absoluto do erro, que é o módulo do erro.
ERRO RELATIVO
Erro da medição dividido por um valor verdadeiro do objeto da medição.
Uma vez que o valor verdadeiro não pode ser determinado, utiliza-se, na prática, um valor
verdadeiro convencional.
ERRO ALEATÓRlO
Resultado de uma medição menos a média que resultaria de um infinito número de medições
do mesmo mensurando efetuadas sob condições de repetitividade.
1) Erro aleatório é igual ao erro menos o erro sistemático.
2) Em razão de que apenas um finito número de medições pode ser feito, é possível apenas
determinar uma estimativa do erro aleatório.
Quando se faz uma série de medições é bem provável que erros aleatórios ocorram e
portanto terá-se-á uma distribuição das leituras umas para mais e outras para menos do valor
real da grandeza. Uma forma de se ter uma estimativa da grandeza medida é através da
médias aritmética de N valores medidos.
∑=
=ΧN
iiX
N 1
1
68
Após estimar o valor médio da grandeza medida, sabe-se que os valores medidos
estarão distribuídos em torno da média e precisa-se estimar a incerteza ou o erro destas
medições, visto que o valor médio se aproxima do valor real quando é muito grande e os erros
sistemáticos são nulos. Uma forma de quantificar o erro ou a incerteza da medição é através
do desvio padrão (σ) definido pela seguinte fórmula:
2
1)(
11
Χ−−
=Δ= ∑=
N
iiX
NXσ
ERRO SISTEMÁTICO
Média que resultaria de um infinito número de medições do mesmo mensurando, efetuadas
sob condições de repetitividade, menos o valor verdadeiro do mensurando.
1) Erro sistemático é igual ao erro menos o erro aleatório.
2) Analogamente ao valor verdadeiro, o erro sistemático e suas causas não podem ser
completamente conhecidos.
3) Para um instrumento de medição, ver tendência.
PROPAGAÇÃO DE INCERTEZAS Freqüentemente os valores das grandezas medidas são utilizados para avaliar outras grandezas
de interesse, relacionadas através de modelos físico-matemáticos (lei dos gases perfeitos, lei
de Fourier, Segunda lei de Newton, etc.) ou simplesmente relacionadas pela definição física
de uma dada grandeza (densidade, Número de Reynolds, Número de Grashof, etc.)
Neste caso, as incertezas das medidas primárias (aquelas medidas experimentalmente) devem
se propagar através dos cálculos resultando numa incerteza da grandeza secundária ou
derivada (aquela obtida no cálculo).
Vamos mostrar, a seguir, um procedimento geral sobre o cálculo da propagação de incertezas,
considerando as medições experimentais de n grandezas.
69
Sejam n21 -X--------- ,X ,X grandezas físicas determinadas de forma experimental.
Representando as incertezas relativas de cada uma destas grandezas como:
n1i com ,uiX ⇒=
Deseja-se analisar como os erros se propagam no cálculo da grandeza R, obtida indiretamente
através das medidas das grandezas iX .
Consideremos que existe uma dependência funcional entre a variável R e as variáveis iX .
( )n21 X,,X,XRR −−−−−=
O efeito de uma variação iXδ sobre R pode ser escrito como; ii
XXRR δ
∂∂
=δ
Normalizando esta variação de R ( Rδ ) em relação à grandeza R;
RX
XR
RR i
i
δ∂∂
=δ
Multiplicando e dividindo o lado direito da equação por iX , vamos obter a incerteza relativa
de R devido a incerteza relativa de iX .
iXi
i
i
i
i
i uXR
RX
XX
XR
RX
RR
∂∂
=δ
∂∂
=δ
Efeitos similares devem ocorrer devido a variações das demais grandezas envolvidas. Como
estamos interessados em estimar a incerteza de R devido à combinação dos efeitos das
incertezas de todas as grandezas envolvidas. Isto pode ser realizado através da expressão
21
2
n
n
n
n2
2
2
2
22
1
1
1
1R X
XXR
RX
XX
XR
RX
XX
XR
RXu
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ δ∂∂
++⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ δ∂∂
+⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ δ∂∂
= LLL
ou
21
2
nn
2
22
2
11
XXRX
XRX
XRR
⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛δ
∂∂
++⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛δ
∂∂
+⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛δ
∂∂
=δ LLL
CORREÇÃO
Valor adicionado algebricamente ao resultado não corrigido de uma medição para compensar
um erro sistemático.
70
1) A correção é igual ao erro sistemático estimado com sinal trocado.
2) Uma vez que o erro sistemático não pode ser perfeitamente conhecido, a compensação não
pode ser completa.
FATOR DE CORREÇÃO
Fator numérico pelo qual o resultado não corrigido de uma medição é multiplicado para
compensar um erro sistemático.
Uma vez que o erro sistemático não pode ser perfeitamente conhecido, a compensação não
pode ser completa.
71
APÊNDICE A - CURVAS DE AFERIÇÃO DOS TERMOPARES
Para as medições de temperatura foram utilizados 12 (doze) termopares tipo “T, os
quais foram conectados a um microcomputador através de um sistema de aquisição de dados
tipo DATALOGGER modelo DT-605. Os termopares foram aferidos através da leitura
conjunta de temperaturas no sistema de aquisição de dados e em termômetros padrões.Uma
extremidade de cada termopar foi conectada aos canais analógicos do sistema de aquisição de
dados, enquanto que a outra extremidade foi mergulhada em água, que se encontrava
armazenada em recipiente térmico isolado, submetido a três diferentes condições: água com
gelo, a 0 °C, água a temperatura ambiente a 25 ºC e água quente a 70 ºC.
Foram feitas 19 medições com intervalo de trinta segundos. Comparou-se a média das
medições de cada termopar no sistema de aqusição de dados com a média das temperaturas
padrões para cada condição de temperatura.
Os dados obtidos foram plotados em planilha do MS-Excel para construção das curvas
de calibração como mostram as figuras de A.1 a A.12 onde podem ser visualizadas as
temperaturas médias medidas nas três condições de temperatura para cada termopar, as quais
foram comparadas com a média das temperaturas medidas no termômetro padrão.
Figura A. 1 - Curva de Aferição do Termopar 1-TT
CALIBRAÇÃO DO TERMOPAR 1-TT
y = 0.982x + 1.3848R2 = 0.9978
.10.20.30.40.50.60.70.80.
0 20 40 60 80termômetro padrão (°C)
TER
MO
PAR
(°C
)
72
Figura A. 2 - Curva de Aferição do Termopar 2TT
Figura A. 3 - Curva de Aferição do Termopar 2-TT
Figura A. 4 - Curva de Aferição do Termopar 3TT
CALIBRAÇÃO DO TERMOPAR 2TT
y = 0.9877x + 1.3884R2 = 0.9997
01020304050607080
0 20 40 60 80termômetro padrão (°C)
TER
MO
PAR
(°C
)
CALIBRAÇÃO DO TERMOPAR 2-TT
y = 0.9877x + 1.3884R2 = 0.9997
01020304050607080
0 20 40 60 80termômetro padrão (°C)
TER
MO
PAR
(°C
)
CALIBRAÇÃO DO TERMOPAR 3-TT
y = 0.9986x + 0.8875R2 = 0.9999
01020304050607080
0 20 40 60 80termômetro padrão (°C)
TER
MO
PAR
(°C
)
73
Figura A. 5 - Curva de Aferição do Termopar 4TT
Figura A. 6 - Curva de Aferição do Termopar 5TT
Figura A. 7 - Curva de Aferição do Termopar 6TT
CALIBRAÇÃO DO TERMOPAR 4TT
y = 0.9997x + 0.76R2 = 0.9999
01020304050607080
0 20 40 60 80termômetro padrão (°C)
TER
MO
PAR
(°C
)
CALIBRAÇÃO DO TERMOPAR 5TT
y = 0.9955x + 1.3377R2 = 0.9999
01020304050607080
0 20 40 60 80termômetro padrão (°C)
TER
MO
PAR
(°C
)
CALIBRAÇÃO DO TERMOPAR 6TT
y = 0.9962x + 1.2904R2 = 0.9999
. 10. 20. 30. 40. 50. 60. 70. 80.
0 20 40 60 80 termômetro padrão (°C)
TER
MO
PAR
(°C
)
74
Figura A. 8 - Curva de Aferição do Termopar 7TT
Figura A. 9 - Curva de Aferição do Termopar 8TT
Figura A. 10 - Curva de Aferição do Termopar 9TT
CALIBRAÇÃO DO TERMOPAR 7TT
y = 0.982x + 1.3848R2 = 0.9978
.10.20.30.40.50.60.70.80.
0 20 40 60 80termômetro padrão (°C)
TER
MO
PAR
(°C
)
CALIBRAÇÃO DO TERMOPAR 8TT
y = 0.9955x + 1.2539 R2 = 0.9999 8TT
01020304050607080
0 20 40 60 80termômetro padrão (°C)
TER
MO
PAR
(°C
)
CALIBRAÇÃO DO TERMOPAR 9TT
y = 0.9963x + 1.331R2 = 0.9999
.10.20.30.40.50.60.70.80.
0 20 40 60 80termômetro padrão (°C)
TER
MO
PAR
(°C
)
75
Figura A. 11 - Curva de Aferição do Termopar 10TT
CALIBRAÇÃO DO TERMOPAR 10-TT
y = 0.9937x + 1.5341R2 = 0.9999
.10.20.30.40.50.60.70.80.
0 20 40 60 80termômetro padrão (°C)
TER
MO
PAR
(°C
)
76
APÊNDICE B - REGISTROS DA ESTAÇÃO METEOROLÓGICA DO AEROPORTO
DE PAULO AFONSO -BA
TBS TBU URE PAT DIR VEL PSV Data Hora Local (oC) (oC) (%) (hPa) (o) km/h (hPa)
15/10/2005 07:02 23,10 21,40 86,00 985,29 130 14,82 28,26 15/10/2005 08:00 24,70 21,80 78,00 985,97 150 16,67 31,11 15/10/2005 09:00 27,00 22,80 70,00 985,97 130 20,37 35,65 15/10/2005 10:00 29,20 23,50 62,00 985,48 130 18,52 40,52 15/10/2005 11:00 30,70 23,50 55,00 984,32 120 18,52 44,16 15/10/2005 12:00 32,10 23,60 49,00 983,06 130 14,82 47,81 15/10/2005 13:00 33,40 24,00 46,00 981,71 140 27,78 51,44 15/10/2005 14:00 34,00 20,40 28,00 980,45 180 5,56 53,19 15/10/2005 15:00 34,10 20,10 26,00 979,77 150 18,52 53,48 15/10/2005 16:00 34,00 20,50 28,00 980,06 150 16,67 53,19 15/10/2005 17:00 32,20 19,60 30,00 980,74 140 18,52 48,08 15/10/2005 18:00 30,10 19,50 37,00 981,42 150 11,11 42,67 15/10/2005 19:00 29,00 19,70 42,00 982,19 140 14,82 40,05
Fonte: INFRAERO
TBS - Temperatura do bulbo seco (graus Celcius) PAT - Pressão atmosférica (hectopascal) TBU - Temperatura do bulbo úmido (graus Celcius) VEL - Velocidade do vento (kt - nós) URE - Umidade relativa do ar (%) PSV - Pressão de saturação do vapor d'água (hectopascal) PAT - Pressão atmosférica (hectopascal) DIR - Direção do vento (graus)
Gerência de Navegação Aérea Meteorologia
Registros da Estação Meteorológica do Aeroporto de
Paulo Afonso -BA
77
APÊNDICE C – CIDADES BRASILEIRAS FAVORÁVEIS AO SISTEMA DE
RESFRIAMENTO EVAPORATIVO
Fonte: EVAPCOOLER
![[TCC] Adição de Fibras Vegetais Na Composição Dos Polímeros [...] Fibra de Sisal - FATEC ZL - Felipe de Oliveira](https://static.fdocumentos.com/doc/165x107/5695d4ff1a28ab9b02a39d57/tcc-adicao-de-fibras-vegetais-na-composicao-dos-polimeros-fibra.jpg)
