Analisadores Industriais

Analisadores industriais

SALVADOR - BA

Equipe:

- Deivison Uillian

- Filipe Pinto

- Lenício Martins

- Tarciso Rabelo

Orientador:

- Idelfonso Martins

ANALISADOR DE UMIDADE

Introdução

O vapor de água, depois do nitrogênio e do oxigênio, é o componente mais abundante da atmosfera. A determinação da umidade nos gases, líquidos e sólidos é importante na área de processos industriais.

A umidade é uma das variáveis mais difíceis de serem medidas com exatidão, principalmente em baixa quantidade. Neste trabalho iremos apresentar os principais tipos de analisadores de umidade nos gases.

Fundamentação teórica

A umidade nos gases pode ser medida empregando-se as seguintes unidades: pressão do vapor de água, fração molar, umidade absoluta, umidade de saturação ou ponto de saturação, umidade relativa e umidade relativa percentual, ponto de orvalho ou temperatura de saturação.

Pressão de vapor de água: quando temos apenas o vapor de água presente, a pressão medida é a pressão absoluta; quando o vapor está misturado com outros gases, a pressão, que o vapor exerceria se estivesse ocupando sozinho o mesmo volume e na mesma temperatura, é definida como pressão parcial.

Fração molar: refere-se ao número de moles de água em relação ao número total de moles. Como as pressões são proporcionais ao número de moles, então:

N° moles / n° moles total = pressão parcial do vapor de água / pressão total da mistura

Umidade absoluta (Ua): é a massa de água por unidade de massa de gás seco. Pode também ser relacionada com as pressões parciais:

Ua = (massa H2O / massa seca) x (pressão parcial / pressão total – pressão parcial)

Umidade de saturação ou ponto de saturação: é o máximo teor de vapor que o gás comporta naquela temperatura. Ocorre quando a pressão parcial de vapor de água no gás, numa dada temperatura, é igual à pressão de vapor da água na mesma temperatura.

Umidade relativa e umidade relativa porcentual (Ur): é a relação da pressão parcial de vapor com a pressão parcial de saturação na mesma temperatura. Lembrando que a pressão de saturação refere-se a pressão exercida quando a pressão parcial é igual a pressão de vapor da água, podemos dizer então que a pressão de saturação tem valor igual a pressão parcial máxima.

Ur = pressão parcial do vapor / pressão de saturação

Ur %= pressão parcial do vapor / pressão de saturação x 100

Ponto de orvalho ou temperatura de saturação: quanto maior a temperatura do ar, maior a capacidade de retenção de umidade. Imagine agora o ar a 25°C com 80% de U.R. Se o ar resfriar cada vez mais, chegará a uma temperatura na qual não consegue reter toda umidade e ela começa a condensar. Esta temperatura é o ponto de orvalho.

Analisaremos quatro analisadores com suas respectivas técnicas: analisador a sal higroscópico, a espelho refrigerado, eletrolítico e capacitivo.

Medidor a espelho refrigerado

Esse tipo de analisador baseia-se no fenômeno do ponto de orvalho, ou seja, na temperatura em que o vapor de água se condensa.

As partes principais são: uma câmara, na qual circula a amostra, um espelho, uma fonte de luz, uma fotocélula, um termo elemento tipo Peltier, uma janela e uma fonte.

Um termo elemento tipo Peltier resfria cada vez mais o espelho até que seja atingido o ponto de orvalho. Quando isso acontece, o espelho embaça e a luz refletida se torna difusa, reduzindo a iluminação da fotocélula. Com isso, a corrente de alimentação do Peltier resultante é menor. Com essa variação na realimentação do Peltier, a temperatura do espelho entra em equilíbrio no valor da temperatura do ponto de orvalho, que é medida por um sensor. A janela na câmara é o que permite a incidência do feixe de luz no espelho e também a respectiva luz refletida ou difundida.

Uma segunda fotocélula, que recebe diretamente a luz antes de ela refletir no espelho, pode ser utilizada como referência.

Vantagens:

- tempo de resposta de 5 segundos e faixas de -70 a +80°C.

Desvantagens:

- não pode ser empregado com amostras que poderiam sujar o espelho.

- se outro componente puder condensar antes da água proporcionaria uma leitura falsa*.

- o metanol é um interferente para este tipo de medidor, pois em baixas concentrações se comporta como água.

*esse fenômeno pode ser utilizado intencionalmente (com isso, acaba se tornando uma vantagem).

O medidor a espelho refrigerado representado na figura a seguir é apropriado para uso em áreas classificadas e mede o ponto de orvalho de hidrocarbonetos.

Modelo 241CE II Analisador de Ponto de Orvalho de Hidrocarbonetos

Um filtro de múltiplo estágio protege o analisador da maioria das fontes prováveis de contaminação. Esse analisador de ponto de orvalho pode estar localizado local para uma planta ou em locais remotos. Ela exige apenas a energia elétrica e fornecimento de gás de purga seca. Leituras precisas são obtidas com pouco serviço e manutenção.

Optica – higrômetro a espelho refrigerado

O Optica mede simultaneamente o ponto de orvalho, a temperatura e a pressão. O analisador é equipado com funções matemáticas programáveis para produzir unidades personalizadas.

Características:

• Medir e exibir simultaneamente ponto de orvalho, temperatura e pressão.

• Exibi qualquer parâmetro