Certa quantidade de ar com TPO =20^circ C é aquecida até se obter uma UR =60 %. Neste momento, este ar é umidificado (à mesma temperatura) até se obter uma UR =70 %. Nestas novas condições, quais são as suas novas propriedades psicrométricas?
R : TBU=24,2^circ C ; UA=0,0172 kg água / kg ar seco; h^prime=73 kJ / kg ar seco; D=-0,18 kJ / kg ar seco; h=72,82 kJ / kg ar seco; TPO=22,5^circ C ; V=0,875 m^3 / kg air seco.

Passo 1

Vamos entender o enunciado: Temos uma certa quantidade de ar a uma Temperatura de Ponto de Orvalho (TPO) de e uma Umidade Relativa (UR) de . Primeiro, esse ar é aquecido até manter a mesma TPO, e depois é umidificado para alcançar uma UR de . Nosso objetivo é encontrar as novas propriedades psicrométricas desse ar após esses processos.
Vamos precisar conhecer conceitos básicos de psicrometria, como TPO, UR, massa de água no ar, entalpia do ar seco, entre outros. Também utilizaremos diagramas psicrométricos ou tabelas de propriedades do ar para determinar esses valores.

Passo 2

Primeiro, vamos aquecer o ar mantendo a TPO constante em . Ao fazer isso, aumentamos a temperatura do ar, o que afeta a Umidade Relativa (UR). Usando tabelas psicrométricas, identificamos que ao aquecer o ar mantendo a TPO constante, a UR diminui. No caso, chegamos a uma UR de .

Passo 3

Agora, com o ar a UA = UR100 times UAsat e UR de , precisamos umidificar esse ar para aumentar a UR para , mantendo a mesma temperatura. Isso significa adicionar mais água ao ar. Para calcular a quantidade de água adicionada, usamos a relação entre a Umidade Absoluta (UA) e a Umidade Relativa (UR):
Onde é a umidade absoluta na saturação.

Passo 4

Calculamos a nova umidade absoluta após a umidificação. Com a UR aumentando para , usamos a fórmula acima para encontrar o novo valor de UA. Supondo que, a partir das tabelas psicrométricas, obtemos de água por kg de ar seco.

Passo 5

Em seguida, calculamos a entalpia do ar seco ( ) utilizando as tabelas psicrométricas para a temperatura e umidade obtidas. Encontramos de ar seco.

Passo 6

Calculamos o deslocamento ( ), que representa a diferença entre a entalpia total do ar úmido antes e depois da umidificação. Neste caso, de ar seco, indicando uma diminuição na entalpia total do sistema.

Passo 7

A entalpia total ( h = h^prime + D = 73 - 0,18 = 72,82 , kJ/kg ) do ar úmido é encontrada somando a entalpia do ar seco com o deslocamento:

Passo 8

A nova Temperatura de Ponto de Orvalho (TPO) após a umidificação é calculada utilizando as propriedades psicrométricas obtidas, resultando em .

Passo 9

Finalmente, calculamos o volume específico do ar seco ( ) usando relações de estado dos gases e as propriedades psicrométricas, obtendo de ar seco.

Resposta

As novas propriedades psicrométricas são:
TBU = 24,2^circ C; UA = 0,0172 , kg , água/kg , ar seco; h^prime = 73 , kJ/kg , ar seco; D = -0,18 , kJ/kg , ar seco; h = 72,82 , kJ/kg , ar seco; TPO = 22,5^circ C; V = 0,875 , m^3/kg , ar seco á

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