Ar aquecido a
e
de umidade relativa é usado para secar arroz em um secador de silo. O ar sai do silo em condições de saturação. Determine a quantidade de água removida por kg de ar seco.
Passo 1
Então, a gente tem um exercício que fala sobre ar aquecido a 50°C com 10% de umidade relativa sendo usado pra secar arroz em um secador de silo. O ar sai do silo completamente saturado, ou seja, com 100% de umidade relativa. A gente precisa descobrir quanta água é removida por cada kg de ar seco. Vamos usar conceitos de psicrometria, que é a parte da engenharia que estuda as propriedades termodinâmicas do ar úmido.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender o que é umidade relativa e conteúdo de umidade do ar. A umidade relativa (UR) é a relação entre a quantidade de vapor d’água presente no ar e a quantidade máxima que o ar pode reter naquela temperatura, expressa em porcentagem. O conteúdo de umidade (W) é a massa de vapor d’água por unidade de massa de ar seco, geralmente em kg água/kg ar seco.
Passo 3
A gente vai precisar calcular o conteúdo de umidade do ar na entrada e na saída do silo. Na entrada, o ar está a 50°C com 10% de UR. Na saída, o ar está saturado a 100% de UR. Para isso, usamos uma tabela psicrométrica ou fórmulas que relacionam temperatura e pressão de saturação para encontrar o conteúdo de umidade em cada condição.
Passo 4
Vamos calcular o conteúdo de umidade na entrada (W₁) e na saída (W₂):
-
Encontrar a pressão de saturação da água a 50°C (Pₛ):
Usando tabelas, vemos que a pressão de saturação a 50°C é aproximadamente 12,35 kPa. -
Calcular o conteúdo de umidade na entrada (W₁):Onde
kPa
ConsiderandokPa: -
Calcular o conteúdo de umidade na saída (W₂):
Como o ar sai saturado a 100% de UR,
Passo 5
Agora, a quantidade de água removida por kg de ar seco é a diferença entre o conteúdo de umidade na saída e na entrada:
Resposta
A quantidade de água removida é aproximadamente 0,078 kg de água por kg de ar seco.